KR20010032233A - Pulsed corona discharge apparatus with radial design - Google Patents

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KR20010032233A
KR20010032233A KR1020007005434A KR20007005434A KR20010032233A KR 20010032233 A KR20010032233 A KR 20010032233A KR 1020007005434 A KR1020007005434 A KR 1020007005434A KR 20007005434 A KR20007005434 A KR 20007005434A KR 20010032233 A KR20010032233 A KR 20010032233A
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해먼에이치.조지3세
잉그램마이클라이트
드러리데이비드빈센트
냅존톰
쇼로널드스탠리
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Abstract

본 발명은 펄스식 코로나 방전을 사용하여 가스와 같은 오염된 유동성 물질을 조정하는 기기에 관한 것이다. 이 기기는 반응기 섹션(10)과 동력 공급 섹션(12)을 포함한다. 이 반응기 섹션(10)은 헤더 판(14)에 전기적으로 상호 연결되어 있는 다수의 제 1 전극(16)과, 각각의 제 1 전극(16) 주위에 중심적으로 배치되고 반응기 판(20)에 전기적으로 상호연결되는 다수의 제 2 전극(22)을 갖는다. 외부 전극(120) 내의 내부 전극(102)을 위치시키면 전극의 노출된 중첩 표면적을 증가시킨다. 전극들의 표면적이 증가하면 기기의 작동 수명이 비례적으로 증가한다.The present invention relates to a device for regulating contaminated fluid material such as gas using pulsed corona discharge. The apparatus comprises a reactor section 10 and a power supply section 12. This reactor section 10 is arranged centrally around each first electrode 16 with a plurality of first electrodes 16 electrically interconnected to the header plate 14 and electrically connected to the reactor plate 20. It has a plurality of second electrodes 22 interconnected with each other. Positioning the inner electrode 102 in the outer electrode 120 increases the exposed overlapping surface area of the electrode. Increasing the surface area of the electrodes increases the operating life of the device proportionally.

Description

방사형으로 설계된 펄스식 코로나 방전 기기{Pulsed corona discharge apparatus with radial design}Pulsed corona discharge apparatus with radial design

일반적으로 가스이지만 액체를 또한 포함하는 유동성 물질은 종종 휘발성 유기 화합물과 같은 유해하거나 또는 방향성인 재료로 오염된다. 이 유동성 물질을 대기에 방출하기 전에, 이 유해한 화합물을 제거하거나 파괴(destruction)하여 조정하는 것이 바람직하며 법에 의해 강제될 수 있다. 유동성 물질 내에 부유하는 유해한 화합물을 조정하는 방법은 고온 열적 소각법, 촉매 소각법 및 활성 카본과 같은 재료를 사용하는 흡수법을 포함한다. 이러한 방법은 고가이고 작업 처리량이 작은 경향이 있다.Flowable materials, which are generally gases but also contain liquids, are often contaminated with harmful or aromatic materials, such as volatile organic compounds. Prior to releasing this fluid substance to the atmosphere, it is desirable to adjust or remove this harmful compound and be forced by law. Methods of adjusting harmful compounds suspended in flowable materials include hot thermal incineration, catalytic incineration, and absorption using materials such as activated carbon. Such methods tend to be expensive and have low throughput.

다른 접근 방법은 유동성 물질을 부분적으로 전기적 분해시켜 생성된 고에너지의 전자의 유동과 이 유해한 화합물을 반응시켜 이 유해한 재료를 물과 이산화탄소와 같은 무해한 재료로 분해시키는 것이다. 이러한 방법은 누네즈(Nunez) 등의 미국 특허 제 5,236,672호와 그로서스(Grothaus) 등의 미국 특허 제 5,490,973호에 기재되어 있다.Another approach is to react these harmful compounds with the flow of high-energy electrons created by the partial electrolysis of the flowable material to decompose the harmful material into harmless materials such as water and carbon dioxide. Such a method is described in US Pat. No. 5,236,672 to Nunez et al. And US Pat. No. 5,490,973 to Grothaus et al.

그로서스 등의 특허는 그 와이어 전극을 둘러싸는 관형 전극의 길이방향 축을 따라 연장하는 와이어 전극을 갖는 반응기를 기술한다. 이 관형 전극의 축을 따라 와이어 전극을중심으로 하는 관형 전극의 입구 및 출구의 절연체는 장력을 제공하여 와이어 전극이 늘어지는 것을 방지하며, 이 와이어 전극을 관형 전극으로부터 전기적으로 절연시킨다. 이 절연체는 유동성 물질의 출입을 허용하도록 격벽으로 되고 가스가 각각의 반응기 튜브에 개별적으로 도입된다. 결과적으로, 복잡한 가스 밀봉이 필요하게 되어, 작업 처리량이 낮고 필요한 기계 부품의 개수가 많다.Gross et al. Patent describe a reactor having a wire electrode extending along the longitudinal axis of the tubular electrode surrounding the wire electrode. Insulators at the inlet and outlet of the tubular electrode centered on the wire electrode along the axis of the tubular electrode provide tension to prevent the wire electrode from sagging and electrically insulate the wire electrode from the tubular electrode. This insulator is partitioned to allow entry of the flowable material and gas is introduced into each reactor tube individually. As a result, complicated gas sealing is required, which results in a low throughput and a large number of required mechanical parts.

또한, 상기 그로서스 등의 특허는 고전압 전력 공급장치의 제어 방법을 기술하며, 이 방법은 감지를 하지 않으므로 상기 유해 가스의 조정에 실패하게 되어 반응기 자체가 파괴될 수 있다.In addition, the patent of Grosse et al. Describes a method of controlling a high voltage power supply, which does not sense and thus fails to adjust the noxious gas, which can destroy the reactor itself.

스파크 갭(spark gap) 스위치의 작동은 스위치 전극의 부식을 초래하므로, 갭의 길이가 커진다. 전극의 부식은 이 전극을 통과하는 전류와 이 전류가 전극을 통해 흐르는 시간의 함수이다. 특정 스위치는 일반적으로 스위치 전극을 통해 전달된 전체 전하(charge)의 쿨롱 당 마이크로그램의 단위로 측정된 부식율을 갖도록 설정된다(전체 부하 전달량은 스위치를 통과하는 전류의 절대값의 시적분량이다). 전형적인 스위치 부식값은 쿨롱 당 100 내지 200 마이크로그램이다. 특정 회로에서, 스위치의 분해(breakdown) 전압은 일반적으로 스위치 가스 유전체(dielectric; 예를 들어, 공기 또는 설퍼 헥사플로라이드(SF6))의 압력(밀도)을 조정하여 설정된다.The operation of the spark gap switch causes corrosion of the switch electrode, so that the length of the gap becomes large. Corrosion of an electrode is a function of the current through this electrode and the time that this current flows through the electrode. Certain switches are typically set to have a corrosion rate measured in micrograms per coulombic of the total charge delivered through the switch electrode (total load transfer is the time-based amount of the absolute value of the current through the switch). . Typical switch corrosion values range from 100 to 200 micrograms per coulomb. In certain circuits, the breakdown voltage of the switch is generally set by adjusting the pressure (density) of the switch gas dielectric (eg, air or sulfur hexafluoride SF 6 ).

일단 전극이 부식하고 그 갭이 어느 정도까지 확장하면, 더 이상 스위치 가스 밀도를 변화시켜서 그 분해 전압을 소정의 값으로 조정할 수 없다. 이 때, 스위치는 더 이상 작동하지 않는다.Once the electrode corrodes and the gap extends to some extent, it is no longer possible to change the switch gas density to adjust its decomposition voltage to a predetermined value. At this point, the switch no longer works.

종래의 축방향 스파크 스위치의 설계에 있어서, 절연재는 스파크에 의해 잘게 부셔져, 절연재를 오염시키는 경향이 있어 스위치의 작동 수명을 감소시킨다.In the design of a conventional axial spark switch, the insulating material is crushed by the spark, which tends to contaminate the insulating material, reducing the operating life of the switch.

미국 특허 5,502,346호(시에; Hsieh)는, 예를 들어 오존을 생성하기 위한, 전자화학적 발생기를 기술한다.U.S. Patent 5,502,346 (Hsieh) describes an electrochemical generator, for example for producing ozone.

미국 특허 4,126,808호(리치; Rich)는 외피의 양측단에서 고전압 단자를 갖는 고전압 2단 트리거식 진공 갭을 기술한다.U.S. Patent 4,126,808 (Rich) describes a high voltage two stage triggered vacuum gap with high voltage terminals at both ends of the shell.

미국 특허 3,996,438호(쿠르츠: Kurtz)는 복수의 제 1 전극이 복수의 제 2 전극 사이에 삽입되는 두 종류의 복수의 로드 전극을 갖는 진공식 회로 단속기를 기술한다.U. S. Patent 3,996, 438 (Kurtz) describes a vacuum circuit interrupter having two types of rod electrodes in which a plurality of first electrodes are inserted between the plurality of second electrodes.

미국 특허 3,854,068호(리치; Rich)는 진공 아크 방출기용 차폐 구조를 기술한다.U. S. Patent 3,854, 068 (Rich) describes a shielding structure for a vacuum arc emitter.

당업계의 현상태에서 알 수 있듯이, 스위치 작동 수명이 1 백만 쿨롱의 전체 전하 전달량을 초과하는 1kV를 초과하는 전압에서 작동할 수 있는, 특히 연속적이고 반복적으로 작동할 수 있는 스위치가 요구된다.As can be seen in the state of the art, there is a need for switches that can be operated continuously and repeatedly, particularly at voltages in excess of 1 kV where the switch operating life exceeds the total charge transfer of 1 million coulombs.

또한, 상기에 논의한 종래 기술의 단점을 갖지 않는 오염된 유동성 물질을 조정하는 펄스식 코로나 방전기가 요구된다.There is also a need for a pulsed corona discharger that modulates contaminated fluid material that does not have the disadvantages of the prior art discussed above.

본 발명은 오염된 유동성 물질을 조정하는 펄스식 코로나 방전 기기에 관한 것이다. 더 세부적으로는, 이 유동성 물질은 제 2 전극에 의해 각각 경계지어지는 다수의 전기적으로 상호연결된 와이어 전극을 갖는 반응기 용기를 통과한다. 이 와이어 전극으로의 고전압 펄스는 빛을 방출하는 코로나 방전을 생성한다. 본 발명의 방사형 설계는 외부 전극 내의 내부 전극을 겹쳐 그 노출된 전극 표면적을 증가시킨다.The present invention relates to a pulsed corona discharge device for adjusting contaminated fluid material. More specifically, this flowable material passes through a reactor vessel having a plurality of electrically interconnected wire electrodes each bounded by a second electrode. The high voltage pulses to this wire electrode produce a corona discharge that emits light. The radial design of the present invention overlaps the inner electrode in the outer electrode to increase its exposed electrode surface area.

도 1은 본 발명의 시스템의 반응기 부분을 나타내는 길이방향 단면도.1 is a longitudinal sectional view showing a reactor portion of a system of the present invention.

도 2는 본 발명의 헤더 부분을 나타내는 횡방향 단면도.2 is a cross sectional view showing a header portion of the present invention;

도 3은 본 발명에 따라 제 1 전극을 둘러싸는 다수의 제 2 전극을 나타내는 횡방향 단면도.3 is a cross-sectional side view illustrating a plurality of second electrodes surrounding the first electrode in accordance with the present invention.

도 4는 본 발명의 시스템의 동력 공급 부분을 나타내는 길이방향 단면도.4 is a longitudinal sectional view showing a power supply portion of the system of the present invention.

도 5는 종래기술로 공지된 상용 축방향 스파크 갭 스위치의 측 입단면도.Figure 5 is a side sectional view of a commercial axial spark gap switch known in the art.

도 6은 본 발명에 따라 구성된 스파크 갭 스위치의 측 입단면도.Figure 6 is a side sectional view of a spark gap switch constructed in accordance with the present invention.

도 7은 전극이 신장된 스위치의 실시예의 예시도.7 illustrates an embodiment of a switch with an extended electrode.

도 8은 스파크 스위치의 위쪽에서 본 단면도.8 is a sectional view seen from above of the spark switch.

도 9는 여러 겹으로 중첩된 전극의 실시예의 예시도.9 illustrates an embodiment of an electrode that is stacked in multiple layers.

도 10은 동축 스파크 스위치의 예시도.10 is an illustration of a coaxial spark switch.

도 11은 전원 및 전기적 부하에 연결되는 동축 스파크 스위치의 예시도.11 illustrates an example coaxial spark switch connected to a power source and an electrical load.

따라서, 본 발명의 목적은 펄스식 코로나 방전으로 오염된 유동성 물질을 조정하는 반응기를 제공하는 것이다. 본 발명의 특징 중의 하나는 다수의 제 1 전극에 전기적으로 상호연결되는 단일 공통 헤더 판(single common header plate)과 각각의 제 1 전극 주위에 동심적으로 배치되는 다수의 제 2 전극에 전기적으로 상호접속되는 공통 반응기 판(common reactor plate)이 있다. 본 발명의 다른 특징은 제 2 전극이 관형이고 오염된 유동물을 받아들이기 위한 다수의 채널을 제공한다는 것이다. 단일 흡입구는 오염된 유동물을 모든 관형 전극에 효과적으로 서로 통하게(communicate) 하고 단일 출입구는 조정된 유동물을 효과적으로 제거한다. 본 발명의 또 다른 특징은 단속성 고전압 펄스가 전원장치에 의해 헤더 판에 적용되고 다수의 제 1 전극에 배분된다는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a reactor for regulating flowable material contaminated with pulsed corona discharges. One of the features of the present invention is a single common header plate electrically interconnected to a plurality of first electrodes and an electrical interconnection to a plurality of second electrodes disposed concentrically around each first electrode. There is a common reactor plate connected. Another feature of the present invention is that the second electrode provides a plurality of channels for receiving tubular and contaminated fluid. A single inlet effectively communicates the contaminated fluid to all tubular electrodes and a single inlet effectively removes the adjusted fluid. Another feature of the invention is that an intermittent high voltage pulse is applied to the header plate by the power supply and distributed to the plurality of first electrodes.

본 발명의 장점 중의 하나는 반응기가 제한된 수의 기계 부품만을 요구하는 단순화된 설계를 갖는다는 것이다. 또다른 장점은 전원장치가 반응기로부터 쉽게 분리되어 부품교환 및 반응기의 소제가 용이하다는 것이다. 본 발명의 다른 장점은 전원이 부적절한 고전압 방전을 검출하여 수정하는 방식으로 제어된다는 것이다. 본 발명의 또다른 장점은 펄스식 코로나 방전이 오염된 유동성 물질을 효과적으로 조정한다는 것이다.One of the advantages of the present invention is that the reactor has a simplified design requiring only a limited number of mechanical parts. Another advantage is that the power supply is easily separated from the reactor for easy part exchange and cleaning of the reactor. Another advantage of the present invention is that the power supply is controlled in a manner that detects and corrects inappropriate high voltage discharges. Another advantage of the present invention is that the pulsed corona discharge effectively regulates the contaminated fluent material.

본 발명에 따라, 오염된 유동물을 처리하기 위한 시스템이 제공된다. 이 시스템은 단속적인 고전압 펄스를 전기적으로 전도성인 헤더 판에 제공할 수 있는 전원장치를 포함한다. 다수의 제 1 전극은 헤더 판에 전기적으로 접속된다. 각각 제 1 전극 중의 하나의 주위동심적으로 배치도는 다수의 제 2 전극은 오염된 유동물을 담도록 다수의 채널을 한정한다. 전기적으로 접지된 반응기 판은 다수의 제 2 전극 각각에 전기적으로 접속되고 헤더 판과 다수의 제 1 전극 양쪽으로부터 전기적으로 절연된다. 흡입구는 오염된 유동물을 각각의 채널에 도입하고 배출구는 조정된 유동물을 회수한다.According to the present invention, a system for treating contaminated flow is provided. The system includes a power supply capable of providing intermittent high voltage pulses to an electrically conductive header plate. The plurality of first electrodes are electrically connected to the header plate. A plurality of second electrodes, each concentrically arranged around one of the first electrodes, define a plurality of channels to contain the contaminated fluid. The electrically grounded reactor plate is electrically connected to each of the plurality of second electrodes and electrically insulated from both the header plate and the plurality of first electrodes. The inlet introduces contaminated flow into each channel and the outlet recovers the adjusted flow.

본 발명은 전극의 노출 면적량을 증가시켜 스파크 스위치의 작동 수명을 증가시킨다.The present invention increases the operating area of the spark switch by increasing the amount of exposed area of the electrode.

본 발명의 제 2 실시예는 제 1 단부 판(end plate)과 제 2 단부 판을 갖는 스파크 스위치에 대한 것이다. 이 스위치는 외벽을 갖는 내부 전극과 외부 전극을 갖는다. 내부 전극과 외부 전극 모두는 제 1 및 제 2 단부 판 상에 배치되며 여기에 접합된다. 상기 외부 전극은 내부 전극 일부를 받아들이기 위한 공동을 한정한다. 내부 전극의 외벽과 외부 전극의 공동은 방사형 갭을 형성한다.A second embodiment of the invention is directed to a spark switch having a first end plate and a second end plate. This switch has an inner electrode having an outer wall and an outer electrode. Both inner and outer electrodes are disposed on and bonded to the first and second end plates. The outer electrode defines a cavity for receiving a portion of the inner electrode. The outer wall of the inner electrode and the cavity of the outer electrode form a radial gap.

상기 외부 전극 주위의 슬리브형 형상 내에 절연재가 배치된다. 이 절연재는 외부 전극이 부산물(byproduct)을 변환시키는 배리어로서 작용하기 때문에 변환시키는 동안에 오염물에 대한 노출로부터 보호된다.An insulating material is disposed in the sleeve shape around the external electrode. This insulation is protected from exposure to contaminants during conversion because the external electrode acts as a barrier to convert the byproduct.

제 3 실시예는 전기 커넥터에 접속되는 전극을 갖는 동축 스위치에 대한 것이다. 이 동축 스위치의 양단에 절연재가 제공되고 이 절연재의 위치를 유지시키기 위한 수단이 제공된다. 이러한 실시예는 전원에 접속되는 전도성 튜브와, 부하로부터 전원으로 전류를 복귀시키기 위한 경로를 제공하는 전기적 부하를 갖는다.The third embodiment is directed to a coaxial switch having an electrode connected to an electrical connector. Insulation is provided at both ends of the coaxial switch and means are provided for maintaining the position of the insulation. This embodiment has a conductive tube connected to the power source and an electrical load that provides a path for returning current from the load to the power source.

제 4 실시예는 내부 전극 내에 겹쳐져 또다른 방사형 갭을 형성하는 제 3 전극에 대한 것이다.The fourth embodiment is for a third electrode which overlaps within the inner electrode to form another radial gap.

제 5 실시예는 흡입 및 배출 포트를 가져 축적된 잔해(debris)가 제거될 수 있는 스위치에 대한 것이다.The fifth embodiment is directed to a switch having suction and discharge ports, where accumulated debris can be removed.

상술한 목적, 특징 및 장점은 하기의 명세서 및 도면으로부터 보다 명백해진다.The above objects, features and advantages are more apparent from the following specification and drawings.

본 발명에 따라 오염된 유동물을 처리하는 시스템은 두 개의 섹션, 오염된 유동물을 처리하는 반응기 섹션(10)과, 이 반응기 섹션에 단속적인 고전압 펄스의 전류를 제공하는 전원공급 섹션(12)을 갖는다. 상기 반응기 섹션(10)은 도 1에 도시되어 있다. 상기 전원공급 섹션(12)의 일부가 도 1에 도시되어 있다. 이 전원공급 섹션(12) 전체는 도 4에 도시되어 있다.The system for treating contaminated fluid according to the present invention comprises two sections, a reactor section 10 for treating contaminated fluid and a power supply section 12 providing an intermittent high voltage pulse current to the reactor section. Has The reactor section 10 is shown in FIG. 1. A portion of the power supply section 12 is shown in FIG. The entirety of this power supply section 12 is shown in FIG.

도 1은 상기 반응기 섹션(10)을 단면도로 예시한다. 이 반응기 섹션(10)은 양호하게는 스테인리스 강철과 같은 전기적으로 전도성 금속으로 형성되는 전기적으로 전도성인 헤더 판(14)을 포함한다.1 illustrates the reactor section 10 in cross section. This reactor section 10 preferably comprises an electrically conductive header plate 14 formed of an electrically conductive metal such as stainless steel.

다수의 제 1 전극(16)은 이 헤더 판(14)에 전기적으로 상호접속되어 있다. 이 전기적 상호접속은 볼트 체결, 용접, 납땝 및 경납땜을 포함하는, 장력이 가해진 상태로 제 1 전극(16)을 효과적으로 지지하는 어떠한 수단에 의해서도 이루어질 수 있다. 이 전기적 상호접속을 통해 헤더 판(14)으로부터 제 1 전극(16)으로 고전압이 전달되므로, 전기적으로 낮은 저항을 갖는 수단이 바람직하다. 가장 양호한 부착 수단은 볼트 체결이며, 이는 제 1 전극(16)이 쉽게 대체될 수 있는 부가적인 장점을 갖는다.A plurality of first electrodes 16 are electrically interconnected to this header plate 14. This electrical interconnection can be made by any means that effectively supports the first electrode 16 in a tensioned state, including bolting, welding, soldering and brazing. Since a high voltage is transmitted from the header plate 14 to the first electrode 16 via this electrical interconnection, means having an electrically low resistance is preferred. The best attachment means is bolt fastening, which has the additional advantage that the first electrode 16 can be easily replaced.

이 제 1 전극(16)은 요구되는 어떠한 형상도 될 수 있고 어떠한 적절한 전기적으로 전도성인 재료로도 형성될 수 있다. 제 1 전극으로 양호한 재료로는 스테인리스 강철이 포함된다. 이 제 1 전극의 양호한 형상은 약 0.001인치(0.003cm) 내지 0.1 인치(0.254cm)의 직경을 갖는 일반적으로 원형 단면을 갖는 와이어이다. 더 양호하게는, 이 제 1 전극의 직경은 약 0.01인치 내지 약 0.05인치(0.025 - 0.127cm)이다.This first electrode 16 may be of any shape desired and may be formed of any suitable electrically conductive material. Preferred materials for the first electrode include stainless steel. The preferred shape of this first electrode is a wire having a generally circular cross section with a diameter of about 0.001 inch (0.003 cm) to 0.1 inch (0.254 cm). More preferably, the diameter of this first electrode is from about 0.01 inch to about 0.05 inch (0.025-0.127 cm).

도 2는 단면선 2-2에서 본 도 1에 예시된 반응기 시스템의 단면도이다. 도 2는 제 1 전극(16)이 헤더 판(14) 주위에 배치된 것을 도시한다. 양호하게는, 다수의 제 1 전극(16)은 반응기 섹션의 길이방향 축(18) 주위에 대칭적으로 향해진다. 도 2는 8개의 제 1 전극을 예시하지만, 개개의 반응기 설계에서 어떠한 수로 수정된 것도 사용가능하다. 시스템은 양호하게는 1 내지 20개의 제 1 전극을 포함한다고 여겨진다.FIG. 2 is a cross sectional view of the reactor system illustrated in FIG. 1 seen from section line 2-2. FIG. 2 shows that the first electrode 16 is disposed around the header plate 14. Preferably, the plurality of first electrodes 16 are symmetrically directed about the longitudinal axis 18 of the reactor section. 2 illustrates eight first electrodes, however, any number of modifications can be used in the individual reactor designs. The system is preferably considered to comprise 1 to 20 first electrodes.

도 1을 다시 참조하여, 전기적으로 전도성인 반응기 판(20)이 헤더 판(14)으로부터 이격되고 전기적으로 절연된다. 이 반응기 판(20)은 전기적으로 전도성 금속, 양호하게는 스테인리스 강철로 형성된다. 이 판응기 판은 다수의 제 2 전극(22)을 지지하기 충분한 강도를 갖는다. 일반적으로, 이 반응기 판은 약 0.125인치 내지 약 1.5 인치(0.318 - 3.81cm)의 두께를 가지고 더 양호하게는 약 0.5 인치 내지 약 1 인치(1.27 - 2.54cm)의 두께를 가진다.Referring again to FIG. 1, an electrically conductive reactor plate 20 is spaced apart from and electrically insulated from the header plate 14. This reactor plate 20 is formed of an electrically conductive metal, preferably stainless steel. This plate plate has sufficient strength to support the plurality of second electrodes 22. Generally, the reactor plate has a thickness of about 0.125 inches to about 1.5 inches (0.318-3.81 cm) and more preferably about 0.5 inches to about 1 inch (1.27-2.54 cm).

상기 헤더 판(14)과 반응기 판(20) 사이에는 헤더 판(14)의 주변 주위의 유동성 물질에 의해 그리고 이 반응기 판(20)을 통해 연장하는 제 1 개구(24)에서 전기적으로 절연된다. 상기 제 1 개구(24)는 제 1 전극(16)이 관형 제 2 전극(22)의 보어(bore)로의 들어가는 것을 용이하게 한다. 양호하게는, 제 2 전극(22)은 상기 제 1 전극(16) 주위에 동심적으로 배치된다.Between the header plate 14 and the reactor plate 20 is electrically insulated by a flowable material around the periphery of the header plate 14 and in a first opening 24 extending through the reactor plate 20. The first opening 24 facilitates the entry of the first electrode 16 into the bore of the tubular second electrode 22. Preferably, the second electrode 22 is arranged concentrically around the first electrode 16.

헤더 판(14)에 적용되는 고전압 펄스는 제 1 전극(16)과 제 2 전극(22) 사이에 전기 방전시키며, 이 방전은 상기 관형 전극(22)의 체적 내에 전부 포함된다. 이 방전이 제 2 전극(22)에 의해 둘러싸이는 체적 내에서만 일어나는 것을 보장하기 위해, 제 1 전극(16)과 반응기 판(20) 사이의 최소 거리(26)는 최소한 제 1 전극(16)과 제 2 전극(22) 사이의 거리와 같아야 한다. 또한, 제 1 개구(24)는 제 1 개구(24)영역 내의 전기장이 제 1 전극(16)과 제 2 전극(22) 사이에 발생하는 전기장을 초과하지 않는 형상을 가져야 한다.The high voltage pulse applied to the header plate 14 is electrically discharged between the first electrode 16 and the second electrode 22, which is entirely contained in the volume of the tubular electrode 22. In order to ensure that this discharge takes place only in the volume surrounded by the second electrode 22, the minimum distance 26 between the first electrode 16 and the reactor plate 20 is at least equal to the first electrode 16. It should be equal to the distance between the second electrodes 22. In addition, the first opening 24 should have a shape such that the electric field in the region of the first opening 24 does not exceed the electric field generated between the first electrode 16 and the second electrode 22.

동심적으로 배치된 유전체 재료(28)에 의해 헤더 판(14)과 반응기 판(20) 사이에 전기적 절연이 더 제공된다. 이 유전체 재료(28)는 상기 반응기 판(20)과 헤더 판(14) 양쪽에 접합되고 이 두 요소를 서로 이격된 고정된 거리를 유지하게 한다. 이 유전체(28)는 전원공급 섹션(12)에 의해 적용되는 전압보다 더 큰 분해(breakdown) 전압을 갖는 어떠한 적절한 전기적 비전도성 재료일 수도 있다. 유전체(28)로 적절한 재료로는 세라믹과 중합체가 포함된다. 중합체는 유전체(28)를 반응기 판(20)과 헤더 판(14) 양쪽으로의 부착이 양호하게는 나사를 사용하는 것과 같은 기계적인 수단에 의해 이루어지므로 양호하며 중합체의 기계가공성도 장점이다. 양호한 중합체로는 폴리테트라플루오로에틸렌(TEFLON; 델라웨어 윌밍턴 소재의 듀퐁의 상표)이 있다.Electrical insulation is further provided between the header plate 14 and the reactor plate 20 by the concentrically disposed dielectric material 28. This dielectric material 28 is bonded to both the reactor plate 20 and the header plate 14 and keeps these two elements at a fixed distance away from each other. This dielectric 28 may be any suitable electrically nonconductive material having a breakdown voltage greater than the voltage applied by the power supply section 12. Suitable materials for the dielectric 28 include ceramics and polymers. The polymer is good because the adhesion of the dielectric 28 to both the reactor plate 20 and the header plate 14 is preferably accomplished by mechanical means such as using screws, and the machinability of the polymer is also advantageous. Preferred polymers include polytetrafluoroethylene (TEFLON), a trademark of DuPont, Wilmington, Delaware.

도 2에 도시된 바와 같이, 유전체(28)는 제 1 전극(16)에 대해 중심에 배치되어 이 제 1 전극(16)이 유전체(28)에 의해 방해받지 않는다. 유전체(28)의 직경은 헤더 판(14)을 반응기 판(20)에 대해 평행하지 않은 방향으로 변화시킴으로 인한 각각의 제 1 전극(16) 사이의 장력의 변화를 방지하도록 충분하게 커야 한다. 양호하게는, 유전체(28)의 직경은 헤더 판(14)의 직경의 최소한 40%이다. 예를 들어, 헤더 판(14)이 6.25인치(15.9cm)의 직경을 갖는 원이면, 유전체는 약 2.50 인치(6.4cm)의 직경을 갖는다.As shown in FIG. 2, the dielectric 28 is centered relative to the first electrode 16 so that the first electrode 16 is not disturbed by the dielectric 28. The diameter of the dielectric 28 should be large enough to prevent a change in tension between each first electrode 16 due to changing the header plate 14 in a direction that is not parallel to the reactor plate 20. Preferably, the diameter of the dielectric 28 is at least 40% of the diameter of the header plate 14. For example, if the header plate 14 is a circle having a diameter of 6.25 inches (15.9 cm), the dielectric has a diameter of about 2.50 inches (6.4 cm).

유전체(28)의 직경은 헤더 판(14)과 반응기 판(20) 사이의 전기 아크 발생을 방지하는데 효과적이며, 도 1을 다시 참조하여, 그 거리(30)는 약 0.25 내지 약 2인치(0.64 - 5.08cm)이고 더 양호하게는 약 1 인치 내지 약 2인치(2.54 - 5.08cm)이다.The diameter of the dielectric 28 is effective to prevent the occurrence of an electric arc between the header plate 14 and the reactor plate 20, and referring again to FIG. 1, the distance 30 is between about 0.25 and about 2 inches (0.64). -5.08 cm) and more preferably about 1 inch to about 2 inches (2.54-5.08 cm).

또한, 유전체(28)는 반응기 판(20)으로부터 고정된 거리에서 헤더 판(14)을 위치시키도록 작용하여 각각의 제 1 전극이 제 2 전극에 대해 동심적으로 위치되고 이를 통해 제 2 전극이 통과한다.In addition, the dielectric 28 acts to position the header plate 14 at a fixed distance from the reactor plate 20 such that each first electrode is positioned concentrically with respect to the second electrode. To pass.

펄스식 코로나 방전은 제 1 전극(16)과 제 2 전극(22) 사이에서 퍼지도록 형성도니다. 제 1 전극(16)과 제 2 전극(22) 사이에서 방전이 일어나도록 전기적으로 요구되는 전위차는 제 1 전극(16)을 방전을 형성하는 충분히 고전압으로 올리고 반응기 판(20)과, 접지 전위(32; ground potential)에 전기적으로 상호 접속된 제 2 전극(22)을 가져 형성된다. 이 고전압은 접지된 요소에 대해 양극 또는 음극일 수 있다.Pulsed corona discharge is formed to spread between the first electrode 16 and the second electrode 22. The potential difference electrically required to cause a discharge between the first electrode 16 and the second electrode 22 raises the first electrode 16 to a sufficiently high voltage to form a discharge, and the reactor plate 20 and the ground potential ( 32, having a second electrode 22 electrically interconnected to ground potential. This high voltage can be positive or negative for a grounded element.

가스 다기관(36)은 반응기 판(20)에 연결되고, 반응기 판(20)과 헤더 판(14)을 둘러싸 가스 수용 공동(34)을 형성한다. 가스 다기관(36)은 볼트 체결, 용접, 경납땝 등에 의해 반응기 판(20)에 결합하는 플랜지(38)에 의해 허메틱 밀봉(hermetically seal)된다. 양호하게는, 순응성 O 링(도시되지 않음)이 이 플랜지(38)와 반응기 판(20) 사이에 배치될 수 있다. 오염된 유동물(40)이 흡입구(42)를 통해 가스 수용 공동(34)으로 전달될 때, 이 오염된 유동물(40)이 가스 수납 챔버(34)를 채우고 제 2 전극(20)에 의해 형성되는 다수의 채널(44)로 흘러내린다. 제 1 개구(24)를 포함하는 반응기 판(20)과 가스 다기관(36)의 조합은 오염된 유동물(40)을 흡입구로부터, 제 2 전극(22)과 제 1 전극(16)의 조합에 의해 한정되는 각각의 반응 챔버로 효과적으로 제공하게 된다. 개별적인 가스 흡입구를 각각의 반응 챔버에 제공할 필요는 없으며 각각의 채널(44)로의 개별적인 격벽(baffling)도 요구되지 않는다.The gas manifold 36 is connected to the reactor plate 20 and surrounds the reactor plate 20 and the header plate 14 to form a gas receiving cavity 34. The gas manifold 36 is hermetically sealed by a flange 38 that couples to the reactor plate 20 by bolting, welding, brazing, or the like. Preferably, a compliant O ring (not shown) may be disposed between this flange 38 and the reactor plate 20. When the contaminated fluid 40 is delivered to the gas receiving cavity 34 through the inlet 42, this contaminated fluid 40 fills the gas receiving chamber 34 and is driven by the second electrode 20. It flows down into a number of channels 44 that are formed. The combination of the reactor plate 20 and the gas manifold 36 including the first opening 24 allows the contaminated fluid 40 to flow from the inlet to the combination of the second electrode 22 and the first electrode 16. Effectively to each reaction chamber defined by It is not necessary to provide separate gas inlets to each reaction chamber and no separate baffling into each channel 44 is required.

가스 다기관(36)은 어떠한 적절한 재료로도 형성될 수 있다. 전기적 충격의 위험을 최소화하기 위해, 가스 다기관(36)은 양호하게는 스테인리스 강철과 같은 전기적 전도성 재료로 형성된다.Gas manifold 36 may be formed of any suitable material. To minimize the risk of electrical shock, gas manifold 36 is preferably formed of an electrically conductive material, such as stainless steel.

제 2 전극(22)은 반응기 판(20)에 전기적으로 상호접속되고 연장된 거리에 대해 헤더 판(14)으로부터 멀어지는 방향으로 연장한다. 제 2 전극(22)의 길이는 반응기 챔버의 길이와, 오염된 유동물이 코로나 방전과 접촉하고 조정되는 시간을 한정한다. 일반적으로, 제 2 전극(22)의 길이(44)는 약 6 인치 내지 약 60 인치(15.24 - 152.4cm)이다.The second electrode 22 is electrically interconnected to the reactor plate 20 and extends away from the header plate 14 for an extended distance. The length of the second electrode 22 defines the length of the reactor chamber and the time for which the contaminated fluid is in contact with and adjusted to the corona discharge. Generally, the length 44 of the second electrode 22 is about 6 inches to about 60 inches (15.24-152.4 cm).

제 2 전극은 일반적으로 약 0.5 내지 약 3 인치(1.27 - 7.62cm)의 내경(46)을 갖는 관형이다.The second electrode is generally tubular with an inner diameter 46 of about 0.5 to about 3 inches (1.27-7.62 cm).

도 3은 절단선 3-3을 따라 취해진 반응기 섹션(10)의 단면을 나타내고 반응기 하우징(48) 내에서 연장하는 제 2 전극(22)과 제 1 전극(16)의 조합체를 포함하는 다수의 반응기 챔버를 예시한다. 오염된 유동물을 조정하는데 효과적인 반응기 챔버의 체적은 반응기 챔버의 개수를, 각각의 챔버의 단면적과 각 챔버의 길이를 곱한 값이다. 각각 36 인치(91.44cm)의 길이와 1 인치(2.54cm)의 내경을 갖는, 8개의 반응기 챔버를 갖는 반응기에 대해, 전체 유효 체적은 226 in3(3074.8cm3)이다.3 shows a cross section of the reactor section 10 taken along cut line 3-3 and includes a plurality of reactors comprising a combination of a second electrode 22 and a first electrode 16 extending within the reactor housing 48. Illustrate the chamber. The volume of reactor chambers effective for adjusting contaminated flow is the number of reactor chambers multiplied by the cross-sectional area of each chamber and the length of each chamber. For a reactor with eight reactor chambers, each 36 inches (91.44 cm) long and 1 inch (2.54 cm) internal diameter, the total effective volume is 226 in 3 (3074.8 cm 3 ).

제 2 전극(22)은 펄스식 코로나 방전으로 인한 가열과, 전기 아크와 접촉함으로 인한 침식 및 변형에 저항하는 적절한 전기적 전도성 재료로 형성된다. 제 2 전극(22)에 대해 적절한 하나의 재료는 스테인리스 강철이다. 제 2 전극에 대해 적절한 벽 두께는 약 0.05 내지 0.2 in(0.127 - 0.508cm)이다.The second electrode 22 is formed of a suitable electrically conductive material that resists heating due to pulsed corona discharge and erosion and deformation due to contact with an electric arc. One material suitable for the second electrode 22 is stainless steel. Suitable wall thickness for the second electrode is about 0.05 to 0.2 in (0.127-0.508 cm).

다시 도 1을 참조하여, 제 2 전극(22)은 양호하게는 전기적 전도성 재료로 형성되는 하류측 반응기 판(50)에서 종료하고 더 양호하게는 반응기 판(20)과 동일한 재료로 형성된다. 제 2 개구(52)는 하류측 반응기 판(50)을 통해 연장하고 반응 챔버로부터 조정된 유동물(54)을 배출한다. 이 제 2 개구(50)는 양호하게는 제 1 개구와 유사한 사이즈 및 형상을 갖는다.Referring again to FIG. 1, the second electrode 22 terminates in the downstream reactor plate 50, which is preferably formed of an electrically conductive material, and is more preferably formed of the same material as the reactor plate 20. The second opening 52 extends through the downstream reactor plate 50 and withdraws the adjusted flow 54 from the reaction chamber. This second opening 50 preferably has a size and shape similar to the first opening.

조정된 유동물(54)은 대기에 직접 배출될 수 있으며, 또는 양호하게는 센서(58)가 휘발성 유기 화합물 또는 다른 유해한 물질의 레벨을 판정하는 가스 배출 공동(56) 내에 포함된다. 이 유해한 물질의 함유량이 충분히 낮으면, 조정된 유동물(54)은 배출구(60)을 통해 배출된다. 유해한 물질의 함유량이 너무 높으면, 반응기(160)는 부분적으로 닫혀 반응기를 통과하는 유동물질의 유량(flow rate)이 낮아져 조정 레벨이 증가된다.The regulated fluid 54 may be discharged directly to the atmosphere, or preferably contained within the gas exhaust cavity 56 in which the sensor 58 determines the level of volatile organic compounds or other harmful substances. If the content of this harmful substance is low enough, the adjusted fluid 54 is discharged through the outlet 60. If the content of the harmful substance is too high, the reactor 160 is partially closed to lower the flow rate of the flowing material through the reactor, thereby increasing the adjustment level.

다르게는 그리고 양호하게는, 센서(58)는 전원공급 제어 유닛(79; 도 4)과 피드백 루프로 제어되어 반응기에 전달되는 전력이 배출 유동 오염물 농도의 편차에 응답하여 자동적으로 조절된다. 농도가 증가하면, 센서(58)는 전원공급 제어 유닛이 반응기로의 전력을 증가하게 한다. 그다음에 배출 농도가 예정된 값으로 안정되고 조작자에 전원공급 제어 유닛으로 프로그램이 입력될 때, 센서(58)는 이 제어 유닛이 반응기로의 전력을 감소시키도록 한다. 이 반응기로 전달된 전력은 헤더 판으로 전달되는 전압을 조정하거나, 또는 양호하게는, 펄스 반복률을 조정하여 제어될 수 있다. 이 반응기로 전달되는 전력은 반복율을 제곱한 전압에 대략적으로 비례한다. 이러한 배출 농도의 자동 피드백 및 제어는 변동하는 흡입 오염물 농도의 주기동안 시스템의 효율적인 작동을 보장하는 장점을 갖는다.Alternatively and preferably, the sensor 58 is controlled with a power supply control unit 79 (FIG. 4) and a feedback loop so that the power delivered to the reactor is automatically adjusted in response to variations in exhaust flow pollutant concentrations. As the concentration increases, the sensor 58 causes the power supply control unit to increase the power to the reactor. Then, when the exhaust concentration is stabilized to a predetermined value and a program is input to the power supply control unit to the operator, the sensor 58 causes the control unit to reduce the power to the reactor. The power delivered to this reactor can be controlled by adjusting the voltage delivered to the header plate, or preferably by adjusting the pulse repetition rate. The power delivered to this reactor is approximately proportional to the voltage squared with the repetition rate. Automatic feedback and control of these emission concentrations has the advantage of ensuring efficient operation of the system over a period of varying intake contaminant concentrations.

상기 가스 배출 공동(56)은 하류측 반응기 판(50)에 허메틱 밀봉되고 이 가스 배출 공동(56) 및 장력 판(64)에 대해 충분한 공간을 제공하는 단부 캡(62; end cap)과 하류측 반응기 판(50)에 의해 경계지어진다. 양호하게는, 이 단부 캡(62)은 고전압 전위차를 가질 수 있는 전극과 실수로 접촉하는 것을 방지하는 전기적으로 비전도성인 재료로 형성된다. 또한, 이 단부 캡(62)은 고전압 요소의 차폐를 제공하는 전도성 재료로 형성될 수 있다.The gas discharge cavity 56 is downstream with an end cap 62 which is hermetically sealed to the downstream reactor plate 50 and provides sufficient space for the gas discharge cavity 56 and the tension plate 64. Bounded by the side reactor plate 50. Preferably, the end cap 62 is formed of an electrically nonconductive material that prevents accidental contact with an electrode that may have a high voltage potential difference. The end cap 62 may also be formed of a conductive material that provides shielding of high voltage elements.

상기 장력 판(64)은 제 1 전극(16)을 지지하고 헤더 판(14)과 협동하여 이 제 1 전극을 장력하에 유지시키고 길이방향 축(18)에 거의 평행하게 하고 각각의 제 2 전극(22) 내에 중심에 있게 한다. 양호하게는, 장력 판(64)은 스테인리스 재료와 같은 전기적으로 전도성 재료로 형성된다.The tension plate 64 supports the first electrode 16 and cooperates with the header plate 14 to keep the first electrode under tension and to be approximately parallel to the longitudinal axis 18 and each second electrode ( 22) to be centered within. Preferably, tension plate 64 is formed of an electrically conductive material, such as a stainless material.

이 장력 판(64)은 상기 유전체(28)와 거의 유사한 유전체를 사용하거나 또는 도 1에 예시된 바와 같이 중합체 접착제(66)에 의해 단부 캡(62)에 접합되거나, 또는 볼트 또는 나사와 같은 기계적인 수단을 사용하여 하류측 반응기 판(50)에 의해 지지될 수 있다.This tension plate 64 is made of a dielectric similar to that of the dielectric 28 or bonded to the end cap 62 by a polymer adhesive 66 as illustrated in FIG. 1, or a machine such as a bolt or screw. It can be supported by the downstream reactor plate 50 using any suitable means.

가스 다기관(36) 내의 개구는 전원공급 부분(12)의 상호 접속 부분(68)을 수납한다. 전원공급 섹션(12)과 반응기 섹션(10) 사이의 인터페이스(70)는 O 링, 개스킷 또는 다른 적절한 수단을 삽입하여 허메틱 밀봉된다. 양호하게는, 상기 전원공급 섹션(12)은 상기 다기관(36)에 영구적으로 부착되어 이 전원공급 섹션이 플랜지(38)와 반응기 판(20)의 인터페이스에서 반응기 섹션(10)으로부터 분리될 수 있어 부품 및 요소의 교환을 용이하게 한다.An opening in the gas manifold 36 houses the interconnect portion 68 of the power supply portion 12. The interface 70 between the power supply section 12 and the reactor section 10 is hermetic sealed by inserting an O-ring, a gasket or other suitable means. Preferably, the power supply section 12 is permanently attached to the manifold 36 such that the power supply section can be separated from the reactor section 10 at the interface of the flange 38 and the reactor plate 20. Facilitate the exchange of parts and elements.

다르게는, 상기 인터페이스(70)는 상기 상호접속 부분(68)이 상기 전원공급 섹션(12)을 반응기 섹션(10)으로부터 용이하게 제거하도록 된다. 전원공급 전극(72)은 상호접속 부분(68) 내에 중심적으로 배치된다. 이 전원공급 전극은 구리 합금 또는 스테인리스 강철과 같은 어떠한 전기적으로 전도성인 재료일 수 있다. 상기 상호접속 부분(68)은 전기적으로 절연체이다.Alternatively, the interface 70 allows the interconnect portion 68 to easily remove the power supply section 12 from the reactor section 10. The power supply electrode 72 is centrally disposed within the interconnect portion 68. This powered electrode may be any electrically conductive material, such as copper alloy or stainless steel. The interconnect portion 68 is electrically insulator.

전원공급 전극(72)의 전방부(74)는 판 스프링 또는 압축 스프링(76)과 같이 분리가능한 접촉시에 압축력을 적용한다. 이 압축 스프링(76)은 스테인리스 강철과 같은 전기적으로 전도성인 재료로 형성되고 또한 상기 전원공급 섹션(12)의 전원공급 전극(72)과 헤더 판(14) 사이에 낮은 저항의 전기적 접촉을 이루도록 이 헤더 판(14)과 접촉한다. 이 압축 스프링(76)이 헤더 판(14)에 기계적 또는 화학적으로 접합되지 않으므로, 이 전원공급 섹션의 반응기 섹션으로부터의 분리는 용이하고 이 둘의 정렬은 큰 문제가 아니다. 도 2에 잘 예시된 바와 같이, 압축 스프링(76)은 일반적으로 각각의 제 1 전극(16)에 전기에너지를 제공하기 위해 헤더 판(14)의 중심적으로 배치된 부분과 접촉한다.The front portion 74 of the power supply electrode 72 applies a compressive force upon detachable contact, such as a leaf spring or a compression spring 76. The compression spring 76 is formed of an electrically conductive material, such as stainless steel, and also provides low resistance electrical contact between the power supply electrode 72 of the power supply section 12 and the header plate 14. In contact with the header plate 14. Since this compression spring 76 is not mechanically or chemically bonded to the header plate 14, separation from the reactor section of this power supply section is easy and the alignment of the two is not a big problem. As best illustrated in FIG. 2, the compression spring 76 generally contacts the centrally disposed portion of the header plate 14 to provide electrical energy to each first electrode 16.

상기 전원공급 부분(12)은 도 4에 단면도로 예시되어 있다. 단속적인 120 볼트, 초당 60사이클과 같은 교류(AC) 전원(78)은 저 전압(AC)을 고전압의 직류(DC)로 변환하는 전원공급장치(80)에 교류를 전달한다.The power supply portion 12 is illustrated in cross section in FIG. 4. An alternating current (AC) power source 78, such as an intermittent 120 volts, 60 cycles per second, transfers alternating current to a power supply 80 that converts low voltage (AC) to high voltage direct current (DC).

이 DC 전원공급장치(80)는 AC 전원(78)으로부터의 교류를 20 kV를 초과하는 직류 출력 전압(84)으로, 양호하게는 약 30kV 내지 40 kV 사이로 변환시킨다. 이 출력 전압(84)은 DC 전원공급장치(80)에 직렬로 접속된 절연 저항기(86; isolation resistor)에 전도된다. 이 절연 저항기는 최소한 20 Ω의 저항을 갖고 이 저항은 양호하게는 약 100 Ω이다. 이 절연 저항기는 전원공급 장치(78)를 고속 스위치(88)로부터 절연시킨다.This DC power supply 80 converts the alternating current from the AC power supply 78 into a direct current output voltage 84 exceeding 20 kV, preferably between about 30 kV and 40 kV. This output voltage 84 is conducted to an isolation resistor 86 connected in series with the DC power supply 80. This insulation resistor has a resistance of at least 20 kΩ and is preferably about 100 kΩ. This insulation resistor isolates the power supply 78 from the high speed switch 88.

출력 전류(89)는 절연 저항기(86)로부터 커패시터(90; capacitor)로 전도되고 그 다음에 접지된다. 이 커패시터(90)는 최소한 0.05 줄(Joule)의 전기 에너지를 저장하고, 양호하게는 약 1 줄을 저장한다. 그 다음 상기 고속 스위치(88)는 약 10 kV 내지 200 kV 사이의 전압 펄스를 전도하는 전원공급 전극(72)을 경유하여 헤더 판(20; 도 1)으로의 커패시터(90)의 접속을 중단한다.Output current 89 is conducted from isolation resistor 86 to capacitor 90 and then grounded. This capacitor 90 stores at least 0.05 Joules of electrical energy, preferably about 1 joule. The fast switch 88 then breaks the connection of the capacitor 90 to the header plate 20 (FIG. 1) via a power supply electrode 72 that conducts a voltage pulse between about 10 kV and 200 kV. .

이 커패시터(90)의 전압은 스파크 갭 스위치(88)의 제 1 전극(92)을 여자시킨다(energize). 제 1 전극(92)에 적용되는 충전된 전압이 스파크 갭 스위치(88) 내에 포함된 갭(94)의 분해 전압을 초과할 때, 아크가 제 1 전극(92)과, 전원공급 전극(72)을 여자시키는 스파크 갭 제 2 전극(96)을 연결한다.The voltage of this capacitor 90 energizes the first electrode 92 of the spark gap switch 88. When the charged voltage applied to the first electrode 92 exceeds the decomposition voltage of the gap 94 included in the spark gap switch 88, the arc causes the first electrode 92 and the power supply electrode 72. To connect the spark gap second electrode 96 that excites each other.

상기 스파크 갭(94)은 공기를 포함하는 어떠한 적절한 가스로도 채워질 수 있다. 수소의 전압 회복 특성이 높은 펄스 반복율을 허용하므로 수소가 양호하다.The spark gap 94 may be filled with any suitable gas, including air. Hydrogen is good because the voltage recovery characteristic of hydrogen allows a high pulse repetition rate.

상기 고속 스위치는 약 100 마이크로초(100 sec-6) 내지 1 초 사이의 범위의 펄스 사이의 구간으로 약 5 나노초(5 sec-9) 내지 1 마이크로초(1 sec-6)의 크기인 전압 펄스를 전달한다.The high speed switch is a voltage pulse having a magnitude of about 5 nanoseconds (5 sec -9 ) to 1 microsecond (1 sec -6 ) in the interval between pulses ranging from about 100 microseconds (100 sec -6 ) to 1 second. To pass.

DC 전원장치의 출력 회로에서 방전이 일어날 때, 상기 DC 전원공급 장치(80)와 제어 유닛(79) 사이의 피드백 루프(99)가 된다. 이러한 방전은 반응기 섹션(10) 내의 소정의 방전일 수 있으며 또는 고전압 회로 내의 어느 곳에서의 원하지 않은 방전일 수도 있다. 이 피드백 루프(99)로부터의 신호를 받았을 때, 제어 유닛(79)은 커패시터(90)가 DC 전원공급 장치(80)에 의해 더 충전되지 않게 한다. 소정의 펄스 사이의 구간이 경과했을 때, 이 제어 유닛(79)은 DC 전원공급 장치가 커패시터(90)를 다른 사이클에 대해 충전하기 시작하게 한다.When discharge occurs in the output circuit of the DC power supply, there is a feedback loop 99 between the DC power supply 80 and the control unit 79. This discharge may be a predetermined discharge in reactor section 10 or may be an unwanted discharge anywhere in the high voltage circuit. Upon receiving a signal from this feedback loop 99, the control unit 79 prevents the capacitor 90 from being further charged by the DC power supply 80. When the interval between the predetermined pulses has elapsed, this control unit 79 causes the DC power supply to start charging the capacitor 90 for another cycle.

피드백 루프(99)에 의한 동기화는 DC 전원공급 장치(80)가 고속 스위치(88)가 닫힘에 바로 뒤이어 커패시터(90)로부터 완전히 절연되므로 바람직하다. 그렇지 않으면, 이 DC 전원공급 장치는 에너지를 반응기 섹션(10)으로 비효율적인 방식으로 직접 전달할 것이다.Synchronization by the feedback loop 99 is preferred because the DC power supply 80 is completely insulated from the capacitor 90 immediately after the fast switch 88 is closed. Otherwise, this DC power supply will transfer energy directly to the reactor section 10 in an inefficient manner.

다시 도 1을 참조하여, 상기 전원공급 전극(72)이 헤더 판(14)에 전압 펄스를 적용할 때, 각각의 제 1 전극은 동일한 전위차가 된다. 이 전위차가 유동성 물질의 분해 전압을 초과할 때, 전자(100)의 흐름이 고 에너지 코로나의 형태로 제 1 전극(16)과 제 2 전극(22) 사이에서 흐른다. 오염된 유동물(44)이 여자된 전자(100)를 통과할 때, 이 유동성 물질과 전자 사이의 충돌은 라디컬(radical)이라고 불리는 높은 반응성 종류의 물질(reactive species)을 생성한다. 이 라디컬은 결국 오염 물질 종류와 반응하여 O2, N2, CO2, H2O와 같은 더 무해한 물질로 분해한다.Referring again to FIG. 1, when the power supply electrode 72 applies a voltage pulse to the header plate 14, each first electrode is of the same potential difference. When this potential difference exceeds the decomposition voltage of the flowable material, the flow of electrons 100 flows between the first electrode 16 and the second electrode 22 in the form of a high energy corona. When the contaminated fluid 44 passes through the excited electrons 100, the collision between the flowable material and the electrons creates a highly reactive species called radicals. This radical eventually reacts with the pollutant species to break it down into more harmless substances such as O 2 , N 2 , CO 2 and H 2 O.

다시 도 4를 참조하여, 과다하게 긴 시간동안 제 1 전극에 전압이 가해지면, 유동성 가스 내의 이온 종류의 가속으로 인해 처리 효율이 감소한다. 이는 최종적으로 사용되는(attendant) 에너지 비효율성을 갖는 열적 아크, 감소된 처리 체적 및 전극 손상이 일어나게 된다. 그러므로, 고전압 펄스는 전원공급 섹션(12)의 특수한 설계에 의해 짧게 유지된다.Referring again to FIG. 4, when voltage is applied to the first electrode for an excessively long time, the processing efficiency decreases due to the acceleration of the ion species in the fluid gas. This results in thermal arcs with reduced energy inefficiency, reduced processing volume and electrode damage. Therefore, the high voltage pulse is kept short by the special design of the power supply section 12.

이 전원공급 섹션(12)이 본 발명의 펄스식 코로나 방전기의 반응 섹션(10)과 연계하여 설명되었으나, 이 전원공급 섹션은 짧은 지속시간의 고전압 전류 펄스를 요구하는 어떠한 응용예에도 사용될 수 있다.Although this powering section 12 has been described in conjunction with the reaction section 10 of the pulsed corona discharger of the present invention, this powering section can be used in any application that requires a short duration high voltage current pulse.

스파크 갭 스위치는 높은 최고 전력 시스템에 사용가능한 가장 튼튼한(rugged) 스위치이다. 그러나, 이들은 일반적으로 500,000 쿨롱의 작동 수명보다 작게 제한되며, 여기서 1 쿨롱은 1초당 1 암페어의 전류에 의해 전달되는 전하이다.Spark gap switches are the most rugged switches available for high peak power systems. However, they are generally limited to less than the operating life of 500,000 coulombs, where one coulomb is a charge carried by a current of 1 ampere per second.

스파크 갭 스위치의 작동은 전극 사이에 분해 스파크 전류(spark breakdown current)를 생성한다. 분해 스파크 전류는 부산물로서 기체상태, 용융된 그리고 고체상태의 잔해(debris)를 갖는 고온 플라즈마를 생성하는, 전극 사이의 전류이다. 분해 스파크 전류는 전극의 표면에 해로우며, 이 전극들이 구멍나게 하고 부식되게 한다. 또한, 분해 스파크 전류로 인한 잔해는 전극을 제자리에 유지하기 위해 사용되는 절연재와 같은 다른 주변 재료를 퇴화시킨다.The operation of the spark gap switch creates a spark breakdown current between the electrodes. Decomposition spark currents are currents between electrodes that produce hot plasma with by-product debris in the gaseous, molten and solid state. Decomposition spark currents are harmful to the surface of the electrodes, causing them to puncture and corrode. In addition, debris from the decomposition spark current degrades other peripheral materials, such as the insulation used to hold the electrodes in place.

본 발명은 내부 전극을 외부 전극으로 삽입하여, 스위치의 작동 수명을 증가시키는 신규하고 개선된 스파크 스위치 설계를 또한 개시한다. 이 설계는 외부 전극이 봉쇄 용기로서 작용할 수 있게 하여 분해 전류로 인한 잔해의 궤적을 제한한다.The present invention also discloses a novel and improved spark switch design that inserts an inner electrode into an outer electrode, thereby increasing the operating life of the switch. This design allows the external electrode to act as a containment vessel, limiting the trajectory of the debris due to decomposition currents.

도 5는 종래 기술의 축방향 스파크 스위치(201)를 도시한다. 노출된 전극 표면적은 하부 전극 판(190)으로의 상부 전극 판(180)의 노출에 대해 제한된다.5 shows an axial spark switch 201 of the prior art. The exposed electrode surface area is limited to the exposure of the upper electrode plate 180 to the lower electrode plate 190.

이 두 전극 판(180, 190)의 설계는 일반적으로 전극 판(180. 190)을 둘러싸는 아크릴(acrylic), 세라믹 또는 다른 절연재인 절연재(130)를 스파크 분해로 인한 스파크 잔해에 노출시킨다. 전극 판(180, 190) 사이의 갭(210)은 공기 또는 설퍼 헥사플로라이드(SF6) 또는 이산화탄소(CO2)와 같은 다른 적절한 가스이다.The design of these two electrode plates 180, 190 generally exposes the insulating material 130, which is acrylic, ceramic or other insulating material surrounding the electrode plates 180. 190, to spark debris from spark decomposition. The gap 210 between the electrode plates 180, 190 is air or another suitable gas, such as sulfur hexafluoride (SF 6 ) or carbon dioxide (CO 2 ).

도 6 및 도 7에 예시된 바와 같이, 본 발명의 스파크 스위치에서, 노출된 전극의 표면적은 외부 전극(120)에 의해 둘러싸이거나 또는 그 안에 중첩되는 내부 전극(102)을 가져 현저히 증가된다. 이러한 중첩된 설정은 내부 전극(102)과 외부 전극(120)의 노출된 전극 표면적이 동일한 전체 체적의 종래의 축방향 스파크 스위치의 노출된 전극 표면적의 약 5배까지 되게 한다.As illustrated in FIGS. 6 and 7, in the spark switch of the present invention, the surface area of the exposed electrode is significantly increased with the inner electrode 102 surrounded by or overlapping the outer electrode 120. This overlapping setting allows the exposed electrode surface area of the inner electrode 102 and the outer electrode 120 to be up to about five times the exposed electrode surface area of a conventional axial spark switch of the same total volume.

본 발명의 스파크 스위치는 타이 로드(150) 상의 작용력을 증가시키지 않고 일정한 스위치 직경에서 넓은 전극 면적으로의 스케일링(scaling)을 허용한다. 종래의 축방향 스위치의 전극 면적을 증가시키기 위해서는 스위치 직경을 증가시켜야 하며, 이는 타이 로드(150)에 더 높은 응력을 가한다.The spark switch of the present invention allows scaling to a wide electrode area at a constant switch diameter without increasing the action on the tie rod 150. In order to increase the electrode area of a conventional axial switch, it is necessary to increase the switch diameter, which exerts a higher stress on the tie rod 150.

도 6 및 도 7은 각각, 스위치의 제 1 단부 판(140) 및 제 2 단부 판(162)에서 각각 전도체(115, 116)에 접속되는 단부 단자(110, 111; end terminal)를 갖는 스파크 스위치를 도시한다. 이 전도체(115, 116)는 스위치가 전기전원(도시되지 않음)과 전기적 부하(도시되지 않음)에 연결될 수 있게 한다. 이 단부 판은 강철, 알루미늄, 또는 다른 강성 전도성 물질로 이루어진다. 이 제 1 단부 판(140)은 스위치(101)의 제 1 단부 판(140)과 제 2 단부 판(162) 사이에서 길이방향으로 연장하는 다수의 타이 로드(150)를 매개로 제 2 단부 판(162)에 부착된다. 이 타이로드(150)는, 이 타이 로드(150)가 제 1 단부 판(140)과 제 2 단부 판(162)을 함께 고정적으로 유지할 수 있게 하는 나일론, 섬유유리 또는 렉산(lexan; 폴리카보네이트)과 같은 강유전체(strong-dielectric) 물질로 이루어질 수 있다.6 and 7 respectively show a spark switch having end terminals 110 and 111 connected to conductors 115 and 116 at the first end plate 140 and the second end plate 162 of the switch, respectively. Shows. These conductors 115 and 116 allow the switch to be connected to an electrical power source (not shown) and an electrical load (not shown). This end plate is made of steel, aluminum, or other rigid conductive material. The first end plate 140 is connected to the second end plate via a plurality of tie rods 150 extending longitudinally between the first end plate 140 and the second end plate 162 of the switch 101. 162 is attached. This tie rod 150 is a nylon, fiberglass or lexan that allows the tie rod 150 to hold the first end plate 140 and the second end plate 162 fixedly together. It may be made of a strong-dielectric material such as.

스위치가 분해 스파크 전류를 생성하게 하는 제 1 단부 판(140)에서 상기 단자를 통해 전류가 흐른다. 이 분해 스파크 전류는 내부 전극(102)으로부터, 외부 전극(120) 내에 중첩되는 내부 전극(102)에 의해 형성되는 갭(310)을 지나 외부 전극(120)으로 흐른다. 이 분해 스파크 전류는 일반적으로 1,000 내지 500,000 암페어이다. 상기 전극은 중첩하는 전극 표면 사이에 갭(310)이 형성되도록 중첩된다. 이러한 갭(310)은 전류가 흐르기 위한 경로를 제공하고 공기 또는 설퍼 헥사플로라이드(SF6), 이산화탄소(CO2) 등과 같은 다른 가스 유전체를 포함할 수 있다.Current flows through the terminal in the first end plate 140 causing the switch to generate a decomposition spark current. This decomposition spark current flows from the inner electrode 102 to the outer electrode 120 through the gap 310 formed by the inner electrode 102 overlapping the outer electrode 120. This decomposition spark current is typically 1,000 to 500,000 amps. The electrodes overlap so that a gap 310 is formed between the overlapping electrode surfaces. This gap 310 provides a path for the current to flow and may include air or other gas dielectrics such as sulfur hexafluoride (SF 6 ), carbon dioxide (CO 2 ), and the like.

강성(rigid) 절연재로 이루어지는 절연 배리어(130)는 스파크 스위치용 압력 용기 및 전극 지지대를 제공하고 전극의 전기적 분리를 유지한다. 이 절연 배리어(130)는 중공일 수 있고 전극(102, 120)의 어느 부분의 길이로 연장할 수 있다. 절연 배리어(130)의 조성은 플라스틱, 세라믹 또는 열에 대한 저항성과 화염을 저지하는 특성을 갖는 다른 어떠한 물질일 수 있다. 양호한 재료로는 강하면서 그을음이 잘 생기지 않는 유리보강 지방성 수지(glass reinforced aliphatic resin)가 있다.An insulating barrier 130 made of a rigid insulating material provides a pressure vessel and an electrode support for the spark switch and maintains electrical separation of the electrodes. The insulating barrier 130 may be hollow and may extend the length of any portion of the electrodes 102, 120. The composition of the insulation barrier 130 may be plastic, ceramic, or any other material having properties that resist flames and resist heat. Good materials include glass reinforced aliphatic resins that are strong and less prone to sooting.

외부 전극(120)은 청동, 텅스텐 구리 합금 또는 고강도 카본과 같은 전기적으로 전도성 물질으로 이루어진다. 전극에 대해 적절한 재료는 균일하고 매끄럽게 침식되는 것이다. 이 외부 전극(120)은 제 2 단부 판(162) 반대측에 단자 단부(terminal end portion)를 갖는다. 외부 전극(170)의 내벽은 내부 전극(102)을 짝을 이루는 방식으로 수납하기 충분한 사이즈의 길이방향 공동을 형성한다.The external electrode 120 is made of an electrically conductive material such as bronze, tungsten copper alloy or high strength carbon. Suitable materials for the electrodes are those that erode uniformly and smoothly. This external electrode 120 has a terminal end portion opposite the second end plate 162. The inner wall of the outer electrode 170 forms a longitudinal cavity of a size sufficient to house the inner electrode 102 in a mating manner.

이 내부 전극(102)은 외부 전극(120)과 유사한 전기적으로 전도성인 물질로 이루어지고 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 외부 전극(120)의 단자 단부 부분으로 삽입된다. 내부 전극(102)은 한 단부에서 스위치(140)의 제 1 부분에 고정되고 이 고정된 단부 반대측에 단자 단부 부분을 갖는다. 내부 전극(102)은 외벽(172)을 갖는다.The inner electrode 102 is made of an electrically conductive material similar to the outer electrode 120 and is inserted into the terminal end portion of the outer electrode 120 as shown in FIGS. 6 and 7. The inner electrode 102 is fixed at one end to the first portion of the switch 140 and has a terminal end portion opposite the fixed end. The inner electrode 102 has an outer wall 172.

외부 전극(170)의 내벽 및 내부 전극(172)의 외벽은 내부 전극(102)과 외부 전극(120) 사이에서 분해 스파크 전류용 채널을 제공하는 방사형 갭 영역을 제공한다.The inner wall of the outer electrode 170 and the outer wall of the inner electrode 172 provide a radial gap region that provides a channel for decomposition spark current between the inner electrode 102 and the outer electrode 120.

이 방사형 갭 영역(310)은 공기 또는, 내부와 외부 전극(102, 120) 사이에 분해 스파크 전류가 흐르기 위한 매체를 제공하는 다른 어떠한 합성물을 포함할 수 있다. 이 방사형 갭(310)은 약 0.001인치 내지 1인치(0.003 - 2.54cm) 사이, 양호하게는 약 0.25인치(0.635cm)일 수 있다. 이 갭은 스위치 내에 존재하는 전압에 의존한다.This radial gap region 310 may comprise air or any other compound that provides a medium for the decomposition spark current to flow between the inner and outer electrodes 102, 120. This radial gap 310 may be between about 0.001 inch and 1 inch (0.003-2.54 cm), preferably about 0.25 inch (0.635 cm). This gap depends on the voltage present in the switch.

스파크 갭 스위치의 일반적인 거동을 가스 종류, 갭 길이 및 가스 밀도의 함수로 설명하는 공식이 아래의 수학식 1 으로 주어진다.A formula describing the general behavior of a spark gap switch as a function of gas type, gap length and gas density is given by Equation 1 below.

여기서 V는 스위치 분해 전압(switch breakdown voltage)이고, ρ는 가스 밀도이고, d는 갭 길이이고, k 및 β는 가스 종류에 따른 상수이다. 예를 들어, ρ가 대기의 밀도이고 d는 밀리미터 단위일 때, 공기에 대해, k는 2.45이고 β는 2.1이다. 다른 자주 사용되는 가스인 설퍼 헥사플로라이드(SF6)에 대해, k는 6.8이고 β는 7.5이다. 상기 공식 및 이 공식으로부터의 편차를 도시하는 그래프는 렉(D.Legg) 저, 플러샤임(C.H. Flurscheim) 편집의 동력 ″회로 차단기에 적용되는 절연″, 12장 동력 회로 차단기 이론 및 설계에 주어져 있다.Where V is the switch breakdown voltage, ρ is the gas density, d is the gap length, and k and β are constants depending on the type of gas. For example, when p is the density of the atmosphere and d is in millimeters, for air, k is 2.45 and β is 2.1. For another frequently used gas, sulfur hexafluoride (SF 6 ), k is 6.8 and β is 7.5. A graph showing the above formulas and their deviations from these formulas is given in Power ″ Insulations Applied to Circuit Breakers ″, chapter 12, Power Circuit Breaker Theory and Design, edited by D.Legg, CH Flurscheim. .

외부 전극(120)의 단자 단부 부분과 내부 전극(102)의 단자 단부 부분 사이에 단자 갭(410)이 형성된다. 단자 갭(410)은 잔해가 축적되는 경우에 스위치 내의 회로가 단락되는 상황을 방지하기 충분하도록 클 필요가 있다. 이 단자 갭은 상기 갭(310)의 크기의 1 내지 15 배의 범위일 수 있다.A terminal gap 410 is formed between the terminal end portion of the outer electrode 120 and the terminal end portion of the inner electrode 102. The terminal gap 410 needs to be large enough to prevent a short circuit situation in the switch when debris accumulates. This terminal gap may range from 1 to 15 times the size of the gap 310.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제 2 단자 갭(420)은 제 1 단자 갭(410) 반대측의 스위치 단부에 형성된다. 또한 상기 제 2 단자 갭(420)은 스위치에서 회로가 단락되는 상황을 방지한다. 이는 제 1 단자 갭(410)과 유사한 범위의 사이즈를 갖는다.As shown in FIGS. 6 and 7, the second terminal gap 420 is formed at the switch end opposite to the first terminal gap 410. The second terminal gap 420 also prevents a short circuit in the switch. It has a size in a range similar to that of the first terminal gap 410.

상기 단자 갭(410, 420)은 스위칭하는 동안 축적되는 잔해를 모으는 경향이 있다. 가스 또는 액체 중 하나인 유체, 또는 둘의 조합이 흡입 포트(414)를 통해 배출 포트(415)를 통해 스위치 밖으로 배출하여 축적된 잔해가 스위치(101)의 작동 수명을 감소시키는 것을 방지할 수 있다. 흡입 포트(414)는 어떠한 유체도 스위치(101)로 분사되지 않을 때 닫힐 수 있는 커버(416)를 갖는다. 배출 포트(415)또한 어떠한 유체도 스위치(101)로 분사되지 않을 때 배출 포트(415)를 닫는 커버(416)를 갖는다.The terminal gaps 410 and 420 tend to collect debris that accumulates during switching. A fluid, either a gas or a liquid, or a combination of the two may exit the switch through the inlet port 414 through the outlet port 415 to prevent accumulated debris from reducing the operating life of the switch 101. . Suction port 414 has a cover 416 that can be closed when no fluid is injected into switch 101. Discharge port 415 also has a cover 416 that closes discharging port 415 when no fluid is injected into switch 101.

본 발명의 스파크 스위치 설계의 장점은 절연 배리어(130)의 청결도가 개선되는 것이다. 외부 전극(120)을 내부 전극(102) 상에 위치시키는 것은 절연 배리어(130) 물질을 스위칭 작용에 의해 생성되는 잔해로부터 차폐하는 작용을 한다. 스위칭하는 동안, 분해 스파크 전류는 내부 전극(102)으로부터 외부 전극(120)으로 흘러 절연 배리어(130) 물질을 오염시키고 퇴화시키는 경향이 있는 용융된 상태 및 고체 상태의 부산물과 자외선을 생성한다. 본 발명의 설계는 외부 전극(120)이 슬리브 형 배리어를 형성하여 절연 배리어(130)가 스위칭 작용이 일어날 때 생성되는 아크 전류로 인한 잔해와 부산물에 노출되지 않으므로 이 절연 배리어(130)의 사용 수명을 연장시킨다.An advantage of the spark switch design of the present invention is that the cleanliness of the insulation barrier 130 is improved. Positioning the outer electrode 120 on the inner electrode 102 serves to shield the insulation barrier 130 material from debris produced by the switching action. During switching, the decomposition spark current flows from the inner electrode 102 to the outer electrode 120 to produce byproducts and ultraviolet light in the molten and solid state that tend to contaminate and degrade the insulating barrier 130 material. The design of the present invention is that the external electrode 120 forms a sleeve-type barrier so that the insulation barrier 130 is not exposed to debris and by-products due to arc current generated when a switching action occurs, and thus the service life of the insulation barrier 130 is increased. To extend.

도 7은 기다란 원통형 전극(102, 120)을 갖는 스파크 스위치(301)를 도시한다. 스위치(301)의 작동 수명은 전극(102, 120)의 표면적을 더 증가시켜 증가될 수 있다. 이는 그 길이방향 축을 따라 내부 및 외부 전극(102, 120)의 길이를 증가시키는 한 실시예에서 이루어진다. 내부 전극(102) 및 외부 전극(120) 양쪽의 길이가 증가되므로, 이는 전극의 노출된 표면적을 증가시킨다. 이러한 신장된 실시예의 제 2 단부 판(162)은 상기 중첩된 전극(102, 120)이 제 2 단부 판(162)을 너머 연장하도록 하는 공동을 갖는다.7 shows a spark switch 301 with elongated cylindrical electrodes 102, 120. The operating life of the switch 301 can be increased by further increasing the surface area of the electrodes 102, 120. This is done in one embodiment to increase the length of the inner and outer electrodes 102, 120 along its longitudinal axis. As the length of both inner electrode 102 and outer electrode 120 is increased, this increases the exposed surface area of the electrode. The second end plate 162 of this elongated embodiment has a cavity that allows the overlapping electrodes 102, 120 to extend beyond the second end plate 162.

도 7에 도시한 바와 같이, 내부 전극(102)은 실린더의 외부 상에 전극 판을 갖는 중공 실린더일 수 있다.As shown in FIG. 7, the inner electrode 102 may be a hollow cylinder having an electrode plate on the outside of the cylinder.

도 7에 묘사된 신장된 전극 설계는 보다 넓은 표면적이 분해 스파크 전류가 흐르는 동안에 생성된 열을 더 발산시키는 부가적인 장점을 갖는다.The elongated electrode design depicted in FIG. 7 has the additional advantage that a larger surface area further dissipates the heat generated during the decomposition spark current flow.

도 8은 스파크 갭 스위치의 단면도를 도시한다. 이 갭(310)은 중첩된 전극(102, 120) 사이에 배치된다.8 shows a cross-sectional view of a spark gap switch. This gap 310 is disposed between the overlapping electrodes 102, 120.

도 9는 여러 겹으로 중첩된 전극이 있을 수 있음을 도시한다. 전극 표면(105)은 외부 전극(120)에 연결되고 내부 전극(102) 내에 중첩된다. 이 전극(105) 및 내부 전극(102)은 이격되어 제 2 방사형 갭(305)을 형성한다. 이러한 제 2 방사형 갭(305)은 갭(310)과 동일한 방식으로 전류를 전도시킨다. 이러한 설정은 스위칭에 대해 다중 전극 표면을 제공한다. 이들 다중 전극(102, 105, 120)은 노출된 전극 표면적을 더 증가시키도록 작용하여 스위치(101)의 작동 수명을 증가시킨다.9 shows that there may be several overlapping electrodes. The electrode surface 105 is connected to the outer electrode 120 and overlaps within the inner electrode 102. The electrode 105 and the inner electrode 102 are spaced apart to form a second radial gap 305. This second radial gap 305 conducts current in the same manner as the gap 310. This setting provides multiple electrode surfaces for switching. These multiple electrodes 102, 105, 120 act to further increase the exposed electrode surface area to increase the operating life of the switch 101.

도 10은 스파크 스위치(601)의 동축 실시예를 도시한다. 이러한 실시예는 단부 판을 요구하지 않고, 오히려 전원(도시되지 않음)에 접속되는 커넥터(615)와 부하(도시되지 않음)에 접속되는 커넥터(616)를 갖는다. 또한, 전도성 외부 차폐(635)가 내부 전극(600) 및 외부 전극(620)을 둘러싼다. 도 10의 동축 실시예는 절연재(630)를 유지하기 위한 나사와 같은 수단(655)를 갖는다. 가스로 채워진 가압된 영역(622)이 여기에 존재한다. 갭(609)은 내부 전극(600) 및 외부 전극(620) 사이에 형성된다. 절연 리테이너 단부 플러그(654, 656; insulating retainer end plug)는 상기 전극(600, 620)을 지지한다. 이들 리테이너 단부 플러그(654, 656)는 예를 들어 폴리카보네이트로 만들어질 수 있다.10 illustrates a coaxial embodiment of spark switch 601. This embodiment does not require an end plate, but rather has a connector 615 connected to a power source (not shown) and a connector 616 connected to a load (not shown). In addition, a conductive outer shield 635 surrounds the inner electrode 600 and the outer electrode 620. The coaxial embodiment of FIG. 10 has a screw-like means 655 for holding the insulating material 630. There is a pressurized region 622 filled with gas. The gap 609 is formed between the inner electrode 600 and the outer electrode 620. Insulating retainer end plugs 654 and 656 support the electrodes 600 and 620. These retainer end plugs 654 and 656 may be made of polycarbonate, for example.

도 11은 부하(775)를 지나 전압원(780)으로 다시 복귀하는 전류를 위한 복귀 경로를 제공하는 전도성 튜브(770) 내측에 포함되는 전극(700, 720)을 갖는 동축 스파크 스위치(701)를 도시한다. 외부 전극(720)은 동축 커넥터(719)를 경유하여 전압원(780)에 접속된다. 내부 전극(720)은 동축 커넥터(718)를 경유하여 부하(775)에 접속된다. 상기 동축 커넥터(718, 719)는 내부 전도체 물질(717, 714)을 각각 포함한다. 상기 내부 전도성 물질(717)은 스위치 커넥터(716)에 연결되고 내부 전도성 물질(714)은 스위치 커넥터(715)에 연결된다. 이러한 실시예는 스위치에 의해 생성된 전자기장이 전도성 튜브(770) 내에 완전히 포함될 수 있게 한다. 이렇게 포함됨으로써 스위치 인덕턴스(inductance)를 감소시키며, 시스템 인덕턴스를 낮추고 더 고속의 스위칭 성능으로 인해 생성되는 전자기적 노이즈를 감소시킨다.FIG. 11 shows a coaxial spark switch 701 with electrodes 700, 720 included inside a conductive tube 770 providing a return path for current returning back to the voltage source 780 past the load 775. do. The external electrode 720 is connected to the voltage source 780 via the coaxial connector 719. The internal electrode 720 is connected to the load 775 via the coaxial connector 718. The coaxial connectors 718, 719 include inner conductor materials 717, 714, respectively. The internal conductive material 717 is connected to the switch connector 716 and the internal conductive material 714 is connected to the switch connector 715. This embodiment allows the electromagnetic field generated by the switch to be fully contained within the conductive tube 770. This reduction reduces switch inductance, lowers system inductance and reduces electromagnetic noise generated by faster switching performance.

이 스위치의 작동환경은 양호한 구성 물질을 규정한다. 예를 들어, 구리 텅스텐 매트릭스(Cu-W matrix; 구리 10 내지 30%, 텅스텐은 잉여분)와 같은 고밀도의 전기적으로 전도성인 물질전극 구성은 작동 수명을 증가시키지만, 또한 보다 작은 밀도의 물질로 구성된 스위치의 질량에 비교하여 이러한 스위치의 질량을 증가시킨다. 고밀도의 물질은 보다 천천히 침식된다.The operating environment of these switches defines good construction materials. For example, a high density electrically conductive material electrode configuration, such as a copper tungsten matrix (10-30% copper, excess of tungsten), increases operating life, but also consists of smaller density materials. Increase the mass of these switches compared to its mass. Higher densities erode more slowly.

1000 Hz와 같은 매우 높은 펄스 반복율을 요구하는 실시예에서, 이는 절연 배리어에 부가적인 열 응력을 가하며, 세라믹 절연재가 플라스틱 절연재에 비해 양호할 수 있다. 부가적으로 강성(rigid) 재료를 절연 배리어로서 사용하는 것은 몇몇 작동 환경에서 양호할 수 있다.In embodiments requiring very high pulse repetition rates, such as 1000 Hz, this adds additional thermal stress to the insulation barrier, and ceramic insulation may be better than plastic insulation. In addition, the use of rigid materials as insulation barriers may be good in some operating environments.

내부 전극 및 외부 전극이 원통형으로 예시되었으나, 전극은 둥근 형태에 한정되지 않고 분해 스파크 전류가 전극 달 사이에서 통과할 수 있는 갭이 형성되도록 둘러싸기 적절한 어떠한 형상의 전극도 포함할 수 있다.Although the inner electrode and outer electrode are illustrated as cylindrical, the electrode is not limited to a round shape and may include any shape of electrode suitable to surround so that a gap through which decomposition spark currents can pass between electrode moons is formed.

본 발명에 따라 상기에 기술한 목적, 수단 및 장점을 완전히 만족하는 펄스식 코로나 방전 기기가 제공되었음이 명백하다. 본 발명은 이 실시예와 연계하여 설명되었으나, 상술한 설명을 참조하여 당업자에게는 많은 변형, 수정 및 변화가 가능함이 명백할 것이다. 따라서, 첨부된 청구범위의 정신 및 넓은 범위 내에 포함되는 이러한 모든 변형, 수정 및 변화가 포함된다.It is evident that the present invention provides a pulsed corona discharge device that fully satisfies the objects, means and advantages described above. Although the present invention has been described in connection with this embodiment, it will be apparent to those skilled in the art that many variations, modifications and variations are possible in light of the above description. Accordingly, all such modifications, changes and variations are included that fall within the spirit and broad scope of the appended claims.

Claims (41)

전원공급 섹션(12)과 반응기 섹션(10)을 갖는, 오염된 유동물을 처리하기 위한 반응기에 있어서,In the reactor for treating contaminated fluid having a power supply section 12 and a reactor section 10, 상기 전원공급 섹션(12)은 상기 반응기 섹션(12)의 전기적 전도성 헤더 판(14)에 단속적인 고전압 펄스를 제공할 수 있고,The power supply section 12 may provide an intermittent high voltage pulse to the electrically conductive header plate 14 of the reactor section 12, 상기 반응기 섹션(10)은 상기 전기적 전도성 헤더 판(14)을 포함하고, 또한The reactor section 10 includes the electrically conductive header plate 14, and also 상기 헤더 판(14)에 전기적으로 상호연결되는 복수의 제 1 전극(16)과,A plurality of first electrodes 16 electrically interconnected to the header plate 14, 오염된 유동물(40)을 수용하는 복수의 반응기 챔버를 한정하기 위해 상기 제 1 전극(16) 중의 하나 주위에 각각 동심적으로 배치되는 복수의 제 2 전극(22)과,A plurality of second electrodes 22 concentrically disposed around one of the first electrodes 16 to define a plurality of reactor chambers containing the contaminated fluid 40, 상기 복수의 제 2 전극(22)과 전기적으로 상호연결되고 상기 헤더 판(14)과 상기 복수의 제 1 전극(16) 양쪽으로부터 전기적으로 절연되는 전기적 전도성 반응기 판(20)과,An electrically conductive reactor plate 20 electrically interconnected with the plurality of second electrodes 22 and electrically insulated from both the header plate 14 and the plurality of first electrodes 16; 상기 헤더 판(14)과 상기 반응기 판(20)을 둘러싸 가스 수용 공동(34)을 형성하는 다기관(36)과,A manifold 36 which surrounds the header plate 14 and the reactor plate 20 to form a gas receiving cavity 34; 오염된 유동물(40)을 상기 가스 수용 공동(34)에 전달하는 흡입구(42)와,An inlet 42 for delivering the contaminated fluid 40 to the gas receiving cavity 34, 조정된 유동물(54)을 상기 복수의 제 2 전극(22)의 하류측 단부로부터 회수하는 배출구(58)를 포함하는 것을 특징으로 하는 반응기.And an outlet (58) for recovering the adjusted fluid (54) from the downstream ends of the plurality of second electrodes (22). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수의 제 1 전극(16)은 각각 상기 헤더 판(14)과 전기적 전도성 장력 판(64)의 조합에 의해 적용되는 장력이 가해지고, 상기 복수의 제 2 전극(22)은 상기 헤더 판(14)과 상기 장력 판(64) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 반응기.Each of the plurality of first electrodes 16 is applied with a tension applied by a combination of the header plate 14 and the electrically conductive tension plate 64, and the plurality of second electrodes 22 are connected to the header plate ( 14) and the tension plate (64). 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 복수의 제 1 전극(16)은 약 0.001 인치 내지 약 0.1 인치(0.003 - 0.254cm)의 직경을 갖는 와이어인 것을 특징으로 하는 반응기.Wherein the plurality of first electrodes (16) is a wire having a diameter of about 0.001 inches to about 0.1 inches (0.003-0.254 cm). 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 복수의 제 2 전극(22)은 관형이고 약 0.5 인치 내지 약 3 인치(1.27 - 7.62cm)의 내경을 갖는 것을 특징으로 하는 반응기.Wherein the plurality of second electrodes (22) is tubular and has an inner diameter of about 0.5 inches to about 3 inches (1.27-7.62 cm). 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 단속적인 펄스는 약 10 kV 내지 약 200 kV 사이의 전압인 것을 특징으로 하는 반응기.Wherein the intermittent pulse is a voltage between about 10 kV and about 200 kV. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 헤더 판(14)과 상기 반응기 판(20) 사이의 전기적 접촉은 분리가능한 접촉에 의한 것을 특징으로 하는 반응기.Reactor, characterized in that the electrical contact between the header plate (14) and the reactor plate (20) is by a detachable contact. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 헤더 판(14)과 상기 반응기 판(20) 사이의 전기적 접촉은 압축스프링(76)에 의한 것을 특징으로 하는 반응기.Reactor, characterized in that the electrical contact between the header plate (14) and the reactor plate (20) is by a compression spring (76). 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 유전체(dielectric)가 상기 헤더 판(14)과 상기 반응기 판(20) 사이에 배치되고 양쪽에 접합되는 것을 특징으로 하는 반응기.Reactor, characterized in that a dielectric is disposed between the header plate (14) and the reactor plate (20) and bonded to both sides. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 유전체는 약 0.25 인치 내지 약 2 인치(0.635 - 5.08cm)의 두께를 갖는 중합체인 것을 특징으로 하는 반응기.Wherein the dielectric is a polymer having a thickness of about 0.25 inches to about 2 inches (0.635-5.08 cm). 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 전원공급 시스템(12)은,The power supply system 12, 교류전원 공급장치(78)로부터 상기 교류전류를 10 kV를 초과하는 직류전압으로 변환시키는 고전압 전원공급 유닛(80)으로의 접속부와,A connection from the AC power supply 78 to the high voltage power supply unit 80 for converting the AC current into a DC voltage exceeding 10 kV; 상기 교류 전류를 상기 고전압 전원공급 유닛(80)으로 단속적으로 전도시키기 위한 제어 유닛(79)과,A control unit 79 for intermittently conducting the alternating current to the high voltage power supply unit 80; 상기 고전압 전원공급 유닛(80)을 고속 스위치(88)와 동기화시키기 위한 상기 고전압 전원공급 유닛(80)과 상기 제어 유닛(79) 사이의 피드백 루프(99)와,A feedback loop 99 between the high voltage power supply unit 80 and the control unit 79 for synchronizing the high voltage power supply unit 80 with the high speed switch 88; 상기 고전압 전원공급 유닛(80)과 상기 고속 스위치(88) 사이에 연결되는 절연 저항기(86)와,An insulation resistor 86 connected between the high voltage power supply unit 80 and the high speed switch 88; 상기 절연 저항기(86)와 상기 고속 스위치(88) 사이에 연결되는 커패시터(90)를 포함하고,A capacitor 90 connected between the insulation resistor 86 and the fast switch 88, 상기 고전압 전원공급 유닛(80)은 상기 고속 스위치(88)가 방전할 때 꺼지고,The high voltage power supply unit 80 is turned off when the high speed switch 88 discharges, 상기 고속 스위치(88)는 방전할 때 상기 고전압 전원공급 유닛(80)과 상기 헤더 판(14)을 전기적으로 상호연결하고 다른 때에는 상기 헤더 판(14)으로부터 상기 고전압 전원유닛(80)을 전기적으로 절연시키는 것을 특징으로 하는 반응기.The high speed switch 88 electrically interconnects the high voltage power supply unit 80 and the header plate 14 when discharged and at other times electrically connects the high voltage power supply unit 80 from the header plate 14. Reactor, characterized in that the insulating. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제어 유닛(79)과 센서(58) 사이의 피드백 루프(161)가 상기 조정된 유동물(54)에 적용되어 상기 조정된 유동물(54) 내의 유해한 화합물의 레벨을 판정하는 것을 특징으로 하는 반응기.A feedback loop 161 between the control unit 79 and the sensor 58 is applied to the regulated fluid 54 to determine the level of harmful compound in the regulated fluid 54. Reactor. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 피드백 루프(161)는 상기 조정된 유동물(54)의 유량을 조정하기 위해 제한기(160; restrictor)와 서로 통신하는 관계에 있으므로 상기 오염된 유동물(54)을 처리하는 치간을 조절하는 것을 특징으로 하는 반응기.The feedback loop 161 is in communication with a restrictor 160 to regulate the flow rate of the regulated flow 54 and thus adjusts the interdental processing of the contaminated flow 54. Reactor characterized in that. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 피드백 루프(161)는 상기 단속적인 고전압 펄스에 의해 제공되는 전력을 조정하기 위해 상기 제어 유닛(79)과 서로 통신하는 것을 특징으로 하는 반응기.And the feedback loop (161) is in communication with the control unit (79) to regulate the power provided by the intermittent high voltage pulses. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 피드백 루프(161)는 상기 단속적인 고전압 펄스에 의해 제공되는 전력을 조정하기 위해 상기 제어 유닛(79)과 서로 통신하는 것을 특징으로 하는 반응기.And the feedback loop (161) is in communication with the control unit (79) to regulate the power provided by the intermittent high voltage pulses. 교류(78) 공급장치로부터 상기 교류 전류를 10 kV를 초과하는 직류 전압으로 변환시키는 고전압 전력공급 유닛(80)으로의 접속부와,A connection from the alternating current 78 supply device to the high voltage power supply unit 80 for converting the alternating current into a direct current voltage exceeding 10 kV; 상기 교류를 고전압 전원공급 유닛(80)으로 단속적으로 전도시키기 위한 제어 유닛(79)과,A control unit 79 for intermittently conducting the alternating current to the high voltage power supply unit 80; 상기 고전압 전원공급 유닛(80)을 고속 스위치(88)와 동기화하여 상기 고속 스위치(88)가 방전할 때 상기 고전압 전원공급 유닛(80)은 꺼지며 상기 피드백 루프(99)와 제어 유닛(79)은 방전위치를 지시하는, 상기 고전압 전원공급 유닛(80)과 상기 제어 유닛(79) 사이의 피드백 루프(99)와,The high voltage power supply unit 80 is turned off when the high speed switch 88 discharges by synchronizing the high voltage power supply unit 80 with the high speed switch 88 so that the feedback loop 99 and the control unit 79 are turned off. A feedback loop 99 between the high voltage power supply unit 80 and the control unit 79, indicating a discharge position; 상기 고전압 전원공급 유닛(80)과 상기 고속 스위치(88) 사이에 연결되는 절연 저항기(86)와,An insulation resistor 86 connected between the high voltage power supply unit 80 and the high speed switch 88; 상기 절연 저항기(86)와 상기 고속 스위치(88) 사이에 연결되는 커패시터(90)를 포함하고,A capacitor 90 connected between the insulation resistor 86 and the fast switch 88, 상기 고속 스위치(88)는 방전할 때 상기 고전압 전원공급 유닛(80)과 상기 헤더 판(14)을 전기적으로 상호연결하고 다른 때에는 상기 고전압 전원공급 유닛(80)을 상기 헤더 판(14)으로부터 전기적으로 절연시키는 것을 특징으로 하는 전원공급 시스템(12).The high speed switch 88 electrically interconnects the high voltage power supply unit 80 and the header plate 14 when discharging, and at other times, the high voltage power supply unit 80 electrically connects the high voltage power supply unit 80 from the header plate 14. Power supply system, characterized in that to insulate with. 제 10 항 또는 제 15 항에 있어서,The method according to claim 10 or 15, 상기 고속 스위치(88)는 스파크 갭 스위치인 것을 특징으로 하는 반응기.The high speed switch (88) is a spark gap switch. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 저항기(86)는 변압기인 고전압 전원공급 유닛(80)을 상기 스파크 갭 스위치(88)로부터 전기적으로 절연시키기에 충분한 저항을 갖는 것을 특징으로 하는 전원공급 시스템.And the resistor (86) has a resistance sufficient to electrically insulate the high voltage power supply unit (80), which is a transformer, from the spark gap switch (88). 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 저항기(86)는 약 20Ω을 초과하는 저항을 갖는 것을 특징으로 하는 전원공급 시스템.And the resistor (86) has a resistance in excess of about 20 kohms. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 커패시터(90)는 약 0.05J을 초과하는 에너지의 전하를 방출하는 것을 특징으로 하는 전원공급 시스템.And the capacitor (90) emits a charge of energy in excess of about 0.05J. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 상기 스파크 갭 스위치(88)는 상기 커패시터(90)에 전기적으로 연결되는 제 1 전극(92)과, 상기 전원공급 전극(72)에 전기적으로 연결되는 제 2 전극(96)과, 이 전극들 사이에 갭(94)을 가지고, 상기 갭(94)은 가스로 채워지는 것을 특징으로 하는 전원공급 시스템.The spark gap switch 88 includes a first electrode 92 electrically connected to the capacitor 90, a second electrode 96 electrically connected to the power supply electrode 72, and between the electrodes. And a gap (94) in which the gap (94) is filled with gas. 제 20 항에 있어서,The method of claim 20, 상기 가스는 수소인 것을 특징으로 하는 전원공급 시스템.And the gas is hydrogen. 제 21 항에 있어서,The method of claim 21, 상기 고속 스위치(88)는 약 100 마이크로초 내지 약 1 초의 펄스 구간을 제공하는 것을 특징으로 하는 반응기.The fast switch (88) is characterized in that it provides a pulse interval of about 100 microseconds to about 1 second. 제 1 커넥터(115)와,The first connector 115, 제 2 커넥터(116)와,The second connector 116, 상기 제 1 커넥터(115)와 상기 제 2 커넥터(116) 사이에 배치되는 내부 전극(102) 및 외부 전극(120)을 갖고,Has an internal electrode 102 and an external electrode 120 disposed between the first connector 115 and the second connector 116, 상기 내부 전극(102)은The internal electrode 102 말단 단부(proximal end)와,Proximal end, 상기 말단 단부 반대측의 단자 단부(terminal end)와A terminal end opposite the terminal end 외벽(172)을 포함하고,Including an outer wall 172, 상기 외부 전극(120)은The external electrode 120 is 말단 단부와,Distal end, 상기 말단 단부 반대측의 단자 단부를 포함하고,A terminal end opposite the terminal end, 상기 외부 전극(120)은 적어도 일부의 내부 전극(102)을 수용하기 위한 공동을 한정하고, 내부 전극(102)의 외벽(172)과 외부 전극(120)의 공동은 방사형 갭(310)을 형성하고,The outer electrode 120 defines a cavity for receiving at least a portion of the inner electrode 102, and the outer wall 172 of the inner electrode 102 and the cavity of the outer electrode 120 form a radial gap 310. and, 제 1 단자 갭(410)은 외부 전극(120)의 단자 단부 부분과 내부 전극(102)의 단자 단부(102) 사이에 있는 것을 특징으로 하는 스위치(101).The switch (101), characterized in that the first terminal gap (410) is between the terminal end portion of the outer electrode (120) and the terminal end (102) of the inner electrode (102). 제 23 항에 있어서,The method of claim 23, 절연재(130)가 외부 전극(120) 주위에 배치되는 것을 특징으로 하는 스위치.Switch, characterized in that the insulating material 130 is disposed around the external electrode (120). 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 절연재(130)는 세라믹인 것을 특징으로 하는 스위치.The insulating material 130 is a switch, characterized in that the ceramic. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 외부 전극(120)은 상기 내부 전극(102)을 둘러싸 그 외부를 차폐하는 것을 특징으로 하는 스위치.The external electrode (120) surrounds the internal electrode (102) to shield the outside of the switch. 제 23 항에 있어서,The method of claim 23, 상기 내부 전극(102) 내에 중첩된 제 3 전극(105) 표면이 상기 제 3 전극(105) 과 상기 내부 전극(102) 사이의 제 2 방사형 갭(305)을 형성하는 것을 특징으로 하는 스위치.And a surface of the third electrode (105) superimposed within the inner electrode (102) forms a second radial gap (305) between the third electrode (105) and the inner electrode (102). 제 23 항에 있어서,The method of claim 23, 상기 방사형 갭(310)의 거리는 상기 내부 전극(102)과 외부 전극(120) 사이에 적용되는 전압에 근거하는 것을 특징으로 하는 스위치.And the distance of the radial gap is based on the voltage applied between the inner electrode and the outer electrode. 제 28 항에 있어서,The method of claim 28, 상기 방사형 갭(310)은 사이즈가 약 0.001 인치 내지 약 1.0 인치(0.003 - 2.54 cm)일 수 있는 것을 특징으로 하는 스위치.The radial gap 310 can be sized from about 0.001 inches to about 1.0 inches (0.003-2.54 cm). 제 29 항에 있어서,The method of claim 29, 제 2 단자 갭(420)은 제 1 단자 갭(410) 반대측인 것을 특징으로 하는 스위치.And the second terminal gap (420) is opposite the first terminal gap (410). 제 30 항에 있어서,The method of claim 30, 상기 단자 갭(410)은 크기가 상기 단자 갭(310)의 크기의 약 1 내지 15 배인 범위인 것을 특징으로 하는 스위치.And the terminal gap (410) ranges in size from about 1 to 15 times the size of the terminal gap (310). 제 23 항에 있어서,The method of claim 23, 상기 제 1 커넥터(115)와 상기 전극들(102, 120) 사이의 제 1 단부 판(140)과,A first end plate 140 between the first connector 115 and the electrodes 102 and 120, 상기 전극들(102, 120)과 제 2 커넥터(116) 사이의 제 2 단부 판(162)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치.And a second end plate (162) between the electrodes (102, 120) and the second connector (116). 제 32 항에 있어서,The method of claim 32, 적어도 하나의 단부 판(140, 162)은 흡입 포트(414)를 갖는 것을 특징으로 하는 스위치.At least one end plate (140, 162) has a suction port (414). 제 32 항에 있어서,The method of claim 32, 적어도 하나의 단부 판(140, 162)은 배출 포트(415)를 갖는 것을 특징으로 하는 스위치.At least one end plate (140, 162) has a discharge port (415). 제 32 항에 있어서,The method of claim 32, 제 2 단부 판(162)은 외부 전극(120)의 일부를 수용하기 위한 방사형 개구를 갖는 것을 특징으로 하는 스위치.The switch characterized in that the second end plate (162) has a radial opening for receiving a portion of the external electrode (120). 제 35 항에 있어서,36. The method of claim 35 wherein 상기 내부 전극(102) 및 외부 전극(120)은 거의 원통형 형상인 것을 특징으로 하는 스위치.Wherein the inner electrode and the outer electrode are substantially cylindrical in shape. 단자 단부를 갖는 외부 전극(120)을 제공하는 단계와,Providing an external electrode 120 having a terminal end, 단자 단부를 갖는 내부 전극(102)을 제공하는 단계와,Providing an internal electrode 102 having a terminal end, 분해 스파크 전류(spark breakdown current)를 위해 내부 전극(102)과 외부 전극(120) 사이에 방사형 갭(310)이 형성되고 외부 전극(120)의 단자 단부와 내부 전극(102)의 단자 단부 사이에 단자 갭(410)이 형성되도록 내부 전극(102)을 외부 전극(120)의 공동 내측에 중첩시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 스위치 작동수명의 증가방법.A radial gap 310 is formed between the inner electrode 102 and the outer electrode 120 for a crack breakdown current and between the terminal end of the outer electrode 120 and the terminal end of the inner electrode 102. And superimposing the inner electrode (102) inside the cavity of the outer electrode (120) to form a terminal gap (410). 제 37 항에 있어서,The method of claim 37, 외부 전극(120) 둘레에 슬리브 형 형상으로 절연재(130)를 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 스위치 작동수명의 증가방법.The method of increasing the life of the spark switch operation, characterized in that it further comprises the step of arranging the insulating material (130) in the shape of a sleeve around the external electrode (120). 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 내부 전극(102) 내측에 제 3 전극(105)을 중첩시켜 제 2 방사형 갭(305)을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 스위치 작동수명의 증가방법.And overlapping the third electrode (105) inside the inner electrode (102) to form a second radial gap (305). 내부 전극(700)과,Internal electrode 700, 짝을 이루는 방식으로 내부 전극(700)의 적어도 한 부분을 수용하는 공동을 가져 분해 스파크 전류를 위해 상기 외부 전극(720)과 내부 전극(700) 사이에 방사형 갭(609)이 형성되는 외부 전극(720)과,An external electrode having a cavity for receiving at least one portion of the internal electrode 700 in a paired manner such that a radial gap 609 is formed between the external electrode 720 and the internal electrode 700 for a decomposition spark current ( 720), 내부 전극(700)과 외부 전극(720)을 둘러싸는 전도성 튜브(770)와,A conductive tube 770 surrounding the inner electrode 700 and the outer electrode 720, 상기 전극(700) 중의 하나를 전기적 부하(775)에 연결하기 위한 제 1 동축 커넥터(718)와,A first coaxial connector 718 for connecting one of the electrodes 700 to an electrical load 775, 다른 전극(700) 중의 하나를 전원(780)에 연결하기 위한 제 2 동축 커넥터(719)를 포함하는 것을 특징으로 하는 동축 스위치(701).And a second coaxial connector (719) for connecting one of the other electrodes (700) to a power source (780). 제 40 항에 있어서,The method of claim 40, 내부 전극(600)과 전도성 튜브(770) 사이에서 내부 전극(600)의 일부 둘레에 배치되어 이 내부 전극(600)이 전도성 튜브(770)로부터 절연되는 제 1 절연재(654)와,A first insulating material 654 disposed between a portion of the inner electrode 600 between the inner electrode 600 and the conductive tube 770 such that the inner electrode 600 is insulated from the conductive tube 770; 외부 전극(620)과 전도성 튜브(770) 사이에서 외부 전극(620)의 일부 둘레에 배치되어 이 외부 전극(620)이 전도성 튜브(770)로부터 절연되는 제 1 절연재(654)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동축 스위치(601).Disposed between the outer electrode 620 and the conductive tube 770 around a portion of the outer electrode 620 such that the outer electrode 620 further comprises a first insulating material 654 that is insulated from the conductive tube 770. A coaxial switch 601.
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